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Développer l'électrification des véhicules

Le banc HIL batterie - Questions à Joseph Martin et Philippe Pognant-Gros, ingénieurs IFPEN

Le stockage de l’électricité dans les batteries est un enjeu majeur pour le développement des véhicules hybrides et électriques. Si ces nouvelles motorisations offrent des performances environnementales indéniables, leur succès commercial repose en grande partie sur leur autonomie.

   

Questions à  ...

Joseph Martin
 

 

Joseph Martin, Ingénieur R&D Bancs de tests batteries

   

et

Philippe Pognant-Gros
 

 

Philippe Pognant-Gros, Ingénieur R&D Supervision des systèmes de transport électrifiés

Comment est né le banc HIL batterie ?

J. M. : L'autonomie de ces nouvelles motorisations dépend à la fois des caractéristiques chimiques de la batterie, du véhicule qu’elle doit équiper et des conditions d’utilisation de ce dernier. D’où la nécessité de disposer de moyens d’essais adaptés, comme le banc HIL batterie dont s’est doté IFP Energies nouvelles en 2010.

IFP Energies nouvelles s’intéresse au stockage de l’électricité dans les batteries depuis 2006. C’est une brique technologique essentielle pour la mise au point des véhicules hybrides et électriques. Nous avions tout d’abord développé un banc de test standard, comme en possèdent les industriels, afin d’étudier différentes cellules de batterie et d’en modéliser les comportements. Très vite, nous avons réalisé qu’il était indispensable de nous doter de moyens d’essais permettant également de tester le système électronique embarqué qui contrôle la batterie ou BMS (Battery Management System).

Modélisation de la réponse thermique d'un module de batterie sous sollicitation électrique

Modélisation de la réponse thermique d'un module de batterie sous sollicitation électrique.
 

Pour cela, nous avons utilisé un outil déjà développé par IFP Energies nouvelles pour l’étude des moteurs thermiques. Il s’agit du système de contrôle ACEbox ©, qui inclut tous les éléments logiciels indispensables pour réaliser le prototypage rapide de lois de commande. C’est ce boîtier qui nous a permis de faire dialoguer le banc avec le BMS et d’estimer en temps réel l’état de charge de la batterie.

La dernière étape consistait à simuler une architecture hybride complète afin de tester la batterie dans des conditions d’utilisation réelles sans avoir à développer un véritable véhicule. C’est ce qu’a permis la technologie HIL (Hardware in the Loop). C’est ainsi qu’est né le banc HIL batterie opérationnel depuis mi-2010.

À quels types d’essais est destiné le banc HIL batterie ?

P. P.-G. : Nos études en matière de batteries sont menées en particulier dans le cadre de projets de véhicules démonstrateurs, que nous mettons en œuvre seuls ou avec des partenaires. Mais aucun de ces projets ne disposait d’un outil unique permettant par exemple de caractériser les cellules de batteries ou de concevoir les fonctionnalités du BMS.

Grâce au banc HIL batterie, nous pouvons désormais tester différentes formules de batteries destinées à des véhicules variés - véhicules légers, poids lourds, bus, etc. - avec un seul et même banc. Il suffit de simuler l’architecture du véhicule et le cycle de conduite - freinage, côte, embouteillage, etc. - en intervenant sur la partie logicielle du banc. Le seul élément physique nécessaire est la batterie, ou un simple élément de batterie.

Nous avons déjà testé sur ce banc la batterie du FlexHybrid, le véhicule hybride rechargeable de laboratoire développé par IFP Energies nouvelles. Le dispositif HIL sera également utilisé dans le cadre du projet Melodys lancé en 2010 et coordonné par Renault Trucks. Il servira également à tester des calculateurs de supervision énergétique pour les fonctionnalités qui sont en lien avec la batterie.

Les industriels se montrent très intéressés par le banc HIL batterie qui représente pour eux un outil d’aide à la décision pour choisir et dimensionner les batteries de leurs futurs véhicules. Avec, à la clé, un gain en coût de développement et de fabrication.

+ Développement industriel > Moteurs

+ Le projet Melodys > Communiqué de presse


 

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