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Chapitre IV :
Techniques de Commande pour Véhicule Hybride
Série
I. Introduction
On s'attend à ce que les véhicules
hybrides aient une consommation de carburant inférieure à celle
de leur homologue conventionnel tout en conservant les mêmes
performances. La principale différence concerne la gestion de deux
sources d'énergie : si les stratégies de commande doivent aller
dans le sens de la réduction de la consommation moyenne de carburant, il
est nécessaire d'y intégrer la gestion de la deuxième
source d'énergie et c'est ce qu'on va chercher à
développer dans ce chapitre.
L'autonomie du véhicule en mode tout
électrique, moteur thermique éteint, est très souvent
petite. Dans ce cas, la gestion de la batterie peut revenir, par exemple,
à maintenir l'état de charge dans des limites acceptables.
Cependant, l'état de charge doit rester assez bas pour pouvoir profiter
du freinage récupératif sans surcharger la batterie et
suffisamment haut pour assurer, à tout moment, une autonomie minimale en
mode électrique pur.
La suite de ce chapitre présente quelques
stratégies de commande qui ont été appliqué sur des
véhicules hybrides. Elles sont regroupées en deux classes. L'une
d'elle correspond aux stratégies dont la synthèse fait appel
à des connaissances empiriques. Dans ce contexte, un des formalismes
fait appel à des régulateurs à base de règle
nombreuse pour la synthèse de ces derniers. La deuxième classe
concerne des stratégies basées sur l'analyse des échanges
énergétiques entre les différents organes du groupe
motopropulseur et le véhicule [CALLA01].
II. Stratégies de commande basées sur
une minimisation instantanée de pertes
II.1. Commandes de l'ensemble convertisseur / machine
électrique
Dans le contexte de la traction électrique, le
rendement énergétique de l'ensemble de la chaîne de
traction est primordial. En effet, la source d'énergie étant
limitée, la consommation énergétique doit être
réduite autant que possible. Nous nous intéresserons à
établir différentes stratégies maximisant le rendement de
l'ensemble convertisseur / machine électrique. Ainsi, pour une machine
donnée, l'obtention du couple désiré par l'utilisateur
peut être obtenue pour différents états magnétiques
du stator et du rotor.
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Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
II.1.1. Commande MLI
La commande souvent adaptée aux convertisseurs
statiques est la stratégie MLI. Plusieurs méthodes ont
été développées avec l'objectif de
générer à la sortie de l'onduleur une tension
sinusoïdale ayant le moins d'harmonique possible. Le principe de cette
stratégie est la détermination des portions de temps
(durée de modulation) qui doivent être allouées à
chaque vecteur de tension durant la période d'échantillonnage.
Cette commande rapprochée permet de déterminer les
séquences des allumages et des extinctions des composants du
convertisseur et de minimiser les harmoniques des tensions appliquées au
moteur. Pour un entraînement à courant alternatif performant, on
préfère une stratégie de commande évoluée.
Le contrôle par flux orienté est une méthode
appropriée pour satisfaire des performances élevées.
[CAPI02]
La réduction des pertes, dans le cadre de la
variation de vitesse, a été traitée depuis longtemps, de
plusieurs points de vue :
· La réduction des pertes de la machine,
liée en général à la qualité des courants
imposés par une certaine commande de l'onduleur
· la réduction des pertes dans l'onduleur
: par commutation et par conduction.
a) La MLI Intersective (sinus-triangle)
C'est la modulation la plus classique, les ordres de
commande des interrupteurs de puissance sont générés
à partir de la comparaison des signaux de référence
sinusoïdaux Vma , Vmb
et Vmc ,
appelées modulantes, de fréquence égale à
f, et du signal de modulation
triangulaire Vi,,
appelé porteuse de haute fréquence
fc. La figure suivante illustre le
principe de ce type de modulation. [LABR09]
)
vp ( t
)
vma ( t
Sa
Figure IV.1 : Principe de la technique MLI Intersective
(sinus-triangle) Deux paramètres caractérisent ce type de
modulation :
· L'indice de réglage : défini par le
rapport m = fc/f.
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