Soutenance de thèse, Bao-Huy NGUYEN, 18 Sept. 2019
Stratégies de gestion d’énergie pour véhicules électriques et hybrides avec systèmes hybrides de stockage d’énergie
Date : Mercredi 18 septembre 2019, 14h
Lieu : Atrium, Bât. ESPRIT, Université de LILLE
Résumé
Les véhicules électriques et hybrides sont des éléments clés pour réduire l’impact du domaine du transport sur le réchauffement climatique et sur l’épuisement des ressources fossiles. En raison des limites des différents systèmes de stockage et de conversion d’énergie en termes de puissance et d’énergie, les hybridations sont intéressantes pour les véhicules électrifiés. Ces sources d’énergie et ces conversions combinées doivent être gérées par des stratégies de gestion de l’énergie (SGE). Parmi celles-ci, les méthodes basées sur l’optimisation présentent un intérêt en raison de leur approche systématique et de leurs performances élevées. Néanmoins, ces méthodes sont souvent compliquées et demandent beaucoup de temps de calcul, ce qui peut être difficile à réaliser dans des applications réelles. L’objectif de cette thèse est de développer des SGE simples mais efficaces basées sur l’optimisation en temps réel pour une voiture électrique et un camion à traction hybride parallèle. Dans les deux cas, le système de stockage de l’énergie électrique est hybride (batterie et supercondensateurs). La complexité des systèmes étudiés est réduite de façon systématique en utilisant la représentation macroscopique énergétique (REM). La théorie du contrôle optimal est ensuite appliquée à ces modèles réduits pour réaliser des SGE originales, applicables en temps réel. Les résultats de la simulation montrent des gains intéressants en termes de consommation de carburant et de durée de vie de la batterie. La partie expérimentale démontre le caractère temps réel des stratégies développées par l’approche unifiée de la thèse.
Mots-clés
véhicule électrique hybride, véhicule électrique, stratégie de gestion de l’énergie, optimisation en temps réel, batterie, supercondensateur (SC), système de stockage d’énergie hybride, représentation énergétique macroscopique (REM), simulation « hardware-in-the-loop (HIL) ».
Energy management strategies of electric and hybrid vehicles supplied by hybrid energy storage systems
Abstract
Electric and hybrid vehicles are key to reducing the impact of the transportation sector on global warming and the depletion of fossil resources. Because of the limitations of different energy storage and conversion systems in terms of power and energy, hybridizations are interesting for electrified vehicles. These combined energy sources and conversions must be managed by Energy Management Strategies (EMS). Among these, optimization-based methods are of interest because of their systematic approach and high performance. Nevertheless, these methods are often complicated and require a lot of computing time, which can be difficult for real-world applications. The objective of this thesis is to develop simple but effective EMS based on real-time optimization for an electric car and a parallel hybrid truck. In both cases, the storage system of electrical energy is hybrid (battery and supercapacitors). The complexity of the studied systems is reduced in a systematic way using the energetic macroscopic representation (EMR). The theory of optimal control is then applied to these reduced models to achieve original EMS which are applicable in real-time. The simulation results show interesting gains in terms of fuel consumption and battery life span. The experiments demonstrate the real-time ability of the strategies developed by the unified approach of the thesis.
Keywords
Hybrid electric vehicle (HEV), electric vehicle (EV), energy management strategy (EMS), real-time optimization, battery, supercapacitor (SC), hybrid energy storage system (HESS), Energetic Macroscopic Representation (EMR), Hardware-In-the-Loop (HIL) simulation.
Séminaire, Pr. Yondong Li, Tsinghua University Beijing China, 10 Sept. 2019
Soutenance de thèse, Quentin COSSART, 24 Sept. 2019
