Modélisation et commande d’un dispositif de Range Extender pour véhicule hybride

Ce stage s'inscrit dans la thématique « Systèmes à Dérivées Non Entières » portée par l'équipe Crone du Groupe Automatique de l'IMS. Le laboratoire est rattaché à l'université de Bordeaux et à Bordeaux INP.

Résumé

Le développement des véhicules électriques est devenu un axe fort des constructeurs automobiles pour faire face au réchauffement climatique et satisfaire la réglementation imposant ces technologies en Europe.

Cependant, l’électrification des véhicules pose plusieurs problèmes :

• Comment assurer une autonomie suffisante audelà des limites des technologies de batteries actuelles ? 
• Comment permettre de longs trajets sans subir un temps de charge trop important au milieu du trajet ?
• Comment limiter le coût du véhicule si on s’oriente vers une motorisation hybride qui permet de répondre aux deux premières questions mais avec un surcoût lié à la double motorisation thermique et électrique ?

Pour répondre à ces questions, l’objet de ce stage est d’étudier un nouveau concept de « range extender » pour véhicule hybride.

Le but est de modéliser ce dispositif en passant successivement des domaines physiques suivants : électrique, mécanique, thermodynamique et thermique. Cet aspect multiphysique complexifie la conception d’un modèle et l’analyse d’un système, d’où l’intérêt d’une modélisation multiphysique tel que le Bond Graph. 

Objectifs du stage : 

• Etude bibliographique sur le dispositif de range extender 
• Proposer un modèle simplifié du turbogénérateur
• Modélisation et identification du système multivariable à partir du banc d’essai réel
• Validation et calibration du modèle à développer sous Matlab/Simulink
• Synthèse de lois de commandes robustes multivariables

Références

[1] – Heesoo Kim, Charles Nutakor, Shruti Singh, Ahti Jaatinen-V¨arri, Janne Nerg, Juha Pyrh¨onen,

and Jussi Sopanen. Design process and simulations for the rotor system of a high-efficiency

22 kw micro-gas-turbine range extender for electric vehicles. Mechanism and Machine Theory,

183:105230, 2023. 

[2] – Tao Zeng, Caizhi Zhang, Minghui Hu, Yan Chen, Changrong Yuan, Jingrui Chen, and Anjian

Zhou. Modelling and predicting energy consumption of a range extender fuel cell hybrid vehicle.

Energy, 165:187–197, 2018

[3] – B. K. Powell and T. E. Pilutti, "A Range Extender Hybrid Electric Vehicle dynamic model," Proceedings of 1994 33rd IEEE Conference on Decision and Control, Lake Buena Vista, FL, USA, 1994, pp. 2736-2741 vol.3, doi: 10.1109/CDC.1994.411387.

Stage de fin d'études de Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieur, spécialité automatique

connaissances en identification des systèmes dynamiques

connaissances en modélisation thermique

connaissances en systèmes non entiers ou en systèmes LPV sont un plus