Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile

La réduction de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone par les transports, notamment automobiles, conduit au développement de groupesmotopropulseurs (GMP) plus économes. Parmi les technologies existantes, l hybridation électrique des moteurs à combustion interne s est fo...

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Auteurs principaux : Dubouil Rémi (Auteur), Hetet Jean-François (Directeur de thèse)
Collectivités auteurs : Centrale Nantes 1991-.... (Organisme de soutenance), Université de Nantes 1962-2021 (Autre partenaire associé à la thèse), École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture Nantes (Ecole doctorale associée à la thèse), Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : français
Titre complet : Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile / Rémi Dubouil; sous la direction de Hetet Jean-François
Publié : 2012
Description matérielle : 1 vol. (270 p.)
Note de thèse : Thèse de doctorat : Energétique, thermique, combustion : Ecole centrale de Nantes : 2012
Sujets :
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Description
Résumé : La réduction de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone par les transports, notamment automobiles, conduit au développement de groupesmotopropulseurs (GMP) plus économes. Parmi les technologies existantes, l hybridation électrique des moteurs à combustion interne s est fortement développée ces dernières années. La minimisation de la consommation d un GMP de type hybride électrique requiert notamment la connaissance de l impact des différents transferts thermiques y ayant lieu, notamment après un démarrage à température ambiante. Dans ce contexte, la thèse présentée dans ce mémoire a pour objet l étude par simulation des transferts thermiques au sein des différents organes du GMP (moteur à combustion interne, moteur électrique, batteries). Elle repose tout d abord sur un examen bibliographique détaillé des différentes architectures hybrides électriques, des transferts thermiques et les modèles associés, et des différentes stratégies de fonctionnement. Le développement d un modèle zéro-dimensionnel d un GMP hybride prenant en compte les différents transferts thermiques est ensuite présenté. Les choix des différents modèles de transferts thermiques sont présentés et justifiés, en termes de précision et de temps de calcul. Pas la suite, l impact des transferts thermiques est étudié grâce au simulateur, notamment en termes de consommation instantanée et cumulée sur différents cycles de conduite. L impact des transferts thermiques pour différents niveaux d hybridation est également quantifié. Finalement, plusieurs études paramétriques et prospectives sont réalisées à la fin de ce mémoire, permettant d envisager des moyens de réduction de la consommation de carburant.
With the aim at reducing the fuel consumption and carbon dioxides emissions from the automotive transport, the electric hybridization of automotive internal combustion engines has been largely developed. However, the knowledge of the influence of thermal transfers seems to be a key point when trying to minimize the fuel consumption, in particular after a cold start. Thus, the aim of this thesis is to study the heat transfers occurring in the various parts of the powertrain (internal combustion engine, electric motor, battery). A bibliographical survey is first presented, describing the various hybrid architectures, the heat transfers and their respective models, and the various operating strategies. The development of a zero-dimensional model of an hybrid powertrain taking into account the various heat transfers is then presented. Main heat transfers models used are justified in terms of accuracy and calculation speed. After that, owing to the simulator, the impact of heat transfers is studied, in particular on instantaneous and cumulative consumption during various driving cycles. The impact of heat transfers as a function of the hybridization level is also studied. Finally, some sensitivity and prospective studies are undertaken at the end of the thesis, showing some means to reduce the fuel consumption.
Variantes de titre : Study of the warm-up of an hybrid propulsion system : development of a numerical tool
Bibliographie : Bibliographie p.247-255