Introduction générale
Un premier chapitre fera un état de l'art sur les
véhicules hybrides ainsi que leurs classifications selon l'architecture
et le taux d'hybridations, un choix sur l'architecture sera justifier par une
comparaison entre les différentes structures selon plusieurs
critères.
Le deuxième chapitre présentera les divers organes
constituant une chaine de traction hybride, chaque organe doit rependre au
besoin de l'architecture choisis.
Le troisième chapitre traitera la modélisation de
ses différents organes électriques, la partie mécanique
n'est pas l'objectif de ce travail.
Le quatrième chapitre est l'oeuvre d'art de ce travail, on
l'a réservé pour les différentes techniques employer dans
ce projet de simulation à fin de réalisé un modèle
qui satisfera chacune des raisons de l'existence d'un hybride. Des
résultats de simulations seront apportés.
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Chapitre I :
Etat de l'Art des Véhicules Hybrides
Existants
I. Introduction
Les particules et les gaz à effet de serre ont
toujours été un handicap écologique pour le
véhicule conventionnel (moteur à combustion interne), une
solution première été adopté, les véhicule
électrique où l'autonomie reste généralement
trés faible. Parce que, la seule source d'énergie est
stockée dans une batterie, hors que celle-ci prend un temps
énorme pour être rechargée, d'où l'idée de
passer à l'hybridation en introduisant une motorisation
électrique en plus de la motorisation thermique. L'objectif étant
de combiner les avantages du véhicule électrique (zéro
pollution et récupération d'énergie), l'autonomie de la
batterie et les prestations du véhicule thermique.
L'objectif de ce premier chapitre est de
présenter l'état de l'art des véhicules hybrides,
notamment du côté de leurs architectures et leurs taux
d'hybridation, en commençant avec un bref historique sur cette
technologie qui tôt où tard révolutionnera le
monde.
II. Historique
Toute a commencé avec le véhicule
électrique en Europe au début du 19ème
siècle, après l'invention de la batterie primaire par Volta en
1800 et la démonstration du principe du moteur électrique en 1821
par Faraday. La première voiture électrique a été
construit en 1834 à Brandon; en grand Bretagne par un génie
mécanicien nommé Thomas Davenport, le petit véhicule
fonctionnait avec une batterie non rechargeable et réussissait à
parcourir un court trajet sur rail. Puis en 1859, le français G.
Planté, inventait la batterie secondaire plomb/acide rechargeable. En
1869, Gramme construit le premier moteur électrique à courant
continu ayant une puissance de plus d'un cheval. Douze ans plus tard, T.
Gustave réalisait le premier véhicule électrique
alimenté par une batterie secondaire [EHSA05]; le véhicule
était propulsé par un moteur électrique à courant
continu ; en 1885, les allemands Daimler et Benz inventait la première
voiture à essence. Le début du 20ème
siècle a constitué l'âge d'or du VE, en effet c'est un VE
qui pour la première fois a franchi la limite de 100km/h. En 1899, avec
le Belge Camille Jenatzy à bord de sa voiture baptisée (La Jamais
Contente), ce VE avait deux moteurs entrainant les roues arrière, d'une
puissance maximale totale de 50kW (soit 67 chevaux),
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Chapitre I : Etat de l'Art des Véhicules Hybrides
Existants
alimentés par les 80 éléments de
la batterie Fulmen pesant prés de la moitié du poids total du
véhicule de 1,5 tonne.
Cependant, l'amélioration continue des
performances des véhicules à moteur à combustion interne,
l'apparition de l'essence bon marché et la persistance des limites qui
affectent la capacité des batteries font disparaitre progressivement les
VE du marché; ainsi au début des années 30, la production
de VE est presque complètement interrompu, la période 1921-1960
étant dominé par les véhicules à moteur thermique.
Dés lors les VE n'ont connu que des utilisations spécifiques.
[WAK98]
Après l'invention du transistor et thyristor en
1945, ces découvertes conduisent au développement de commande des
moteurs à courant alternatif à fréquence variable. En
même temps des chocs pétroliers des années 1970-1980, de
nombreux pays commencent à s'intéresser aux VE, les recherches
sont reprises et le VE commence à réapparaitre en petit nombre.
En 1980-1990, quelques véhicules réaliser comme la Peugeot 106
électrique mais leur autonomie et performance reste
insuffisantes.
La question du stockage de l'électricité
a mobilisé les scientifiques depuis déjà deux
siècles et reste encore l'une des clés de l'évolution du
système énergétiques en général et du VE en
particulier. L'autonomie des VE reste généralement faible. En
outre, la recharge des batteries est lente et doit être
généralement effectuée la nuit, ces contraintes
d'utilisation ont bloqué le marché du véhicule
électrique, des batteries plus performantes et plus
légères arrivent sur le marché depuis ces dernières
années, mais elles sont coûteuses et les progrès modestes.
[FUHS09]
Pour palier au problème d'autonomie, d'autres
solutions ont été investiguées. Ainsi, les constructeurs
se sont orientés vers les véhicules hybrides (VH). Leur but est
de diminuer la consommation et la pollution, des véhicules
conventionnels où inversement d'augmenter l'autonomie du VE. Le
véhicule hybride le plus connu est la Prius de Toyota
commercialisée en première lieu au Japon. Aujourd'hui de plus en
plus de voitures hybrides apparaissent,
comme la Ford Espace Hybrid, la lexus etc.
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