Le convertisseur statique DC/DC, où hacheur, permet
de fournir à partir d'une source de tension fixe une source de tension
de valeur moyenne réglable. La tension d'entrée du convertisseur
DC/DC est la tension de la batterie. La tension de sortie est une tension
régulée et très élevée. Le schéma de
principe de base du convertisseur est représenté dans la figure
II.7. [HIJA10]
1
K
U
bus
L
Ubatterie
K
2
Controle
Figure II.7 : Schéma détaillé d'un
convertisseur DC/DC
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Chapitre II : Représentation Macroscopique Véhicule
Hybride Série
Le convertisseur DC/DC est un convertisseur
bidirectionnel. En effet, le courant traversant ce système peut circuler
dans les deux sens selon le mode de fonctionnement du véhicule. Dans le
cas où la batterie fournit de 1'énergie, le courant circule de la
batterie vers le moteur électrique et dans le sens inverse si le moteur
fournit de l'énergie à la batterie.
II.3. Groupe électrogène
Ce système est composé du moteur
à combustion interne, de la génératrice et d'un
convertisseur AC/DC. Les différents éléments sont
présentés ci-dessus :
a) Moteur thermique
Le moteur thermique convertit de manière
unidirectionnelle une énergie chimique en une énergie
mécanique (figure II.8). L'énergie chimique provient d'un
réservoir rempli généralement par du gasoil où de
l'essence. L'énergie mécanique résultante de la
conversion, entraîne dans les véhicules traditionnels,
l'alternateur électrique et la traction du véhicule. Dans la
plupart des véhicules hybrides, les chercheurs utilisent des moteurs
classiques à combustion interne et à cycle alternatif : moteur
à allumage commandé (essence) où à allumage par
compression (Diesel).
Figure II.8 : Moteur thermique Diesel à quatre
temps [FORU13]
Notons que d'autres technologies (moteur Stirling,
turbine à gaz, moteur Rankine) peuvent être employées
[BADIN97] mais leurs utilisations sont minimes dans le domaine
hybride.
Deux types de moteur thermique à combustion
interne et cycle alternatif peuvent être utilisés : le moteur deux
temps et le moteur quatre temps. Sans rentrer dans les détails, nous
pouvons dire que le moteur deux temps a été abandonné au
profit du quatre temps en raison d'une consommation élevée et
d'une fumée bleuâtre à l'échappement.
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Chapitre II : Représentation Macroscopique Véhicule
Hybride Série
La technologie des moteurs diesels a fortement
évolué durant ces dernières années. L'injection
directe remplaçant la préchambre de combustion en est pour
beaucoup. L'amélioration du rendement moteur permet de diminuer ainsi la
consommation des véhicules. Cette raison nous laisse penser qu'un
véhicule électrique hybride devrait nécessairement
utiliser une motorisation thermique de ce type.
Le modèle du moteur thermique utilisé
dans ce mémoire est considéré comme une source mecanique
délivrant un couple (effort) et recevant une vitesse angulaire
(réaction). Le couple demandé est transmis directement au
système (génératrice électrique). On peut dans
certain cas introduire une pseudo-dynamique qui correspond au système
mais qui doit être negligeable devant les autres dynamiques du vehicule.
Il faut pas oublier que l'un des objectifs de hybride est de faire fonctionner
le moteur thermique dans son rendement élever et le situé dans
les zones les plus économique [LHOM07]. La figure II.9 présente
un exemple d'une carthographie d'un moteur thermique Renauld K9K qui donne une
idée sur le point de fonctionnement d'un moteur thermique.
Figure II.9 : Carthographie d'un moteur Diesel Renauld
K9K [LHOM07]
Cette table appelée carthographie (Figure
II.9), correspond à la consommation spécifique Cs
en (g/kWh), en fonction du couple et de la vitesse. Les
caractéristique maximales et minimales sont représentées
par les traits en pointillés. Contrairement au moteur électrique,
un moteur thermique possède plusieurs points de fonctionnement qui se
situent dans la surface delimité par les traits bleus.
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Chapitre II : Représentation Macroscopique Véhicule
Hybride Série
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