Génie électrique et électronique

Dans les chaînes de traction des véhicules électriques, il est nécessaire de convertir la tension de type continu fournie par la batterie en tensions triphasées alternatives pour alimenter la machine électrique du véhicule. Cette conversion est réalisée à partir d’une électronique de puissance embarquée dans le véhicule, appelée onduleur. C’est également par le biais de cet onduleur que le moteur électrique est piloté, de manière à faire varier sa vitesse ou son couple. Dans le cas idéal, on aimerait pouvoir convertir la totalité de la tension disponible pour alimenter le moteur électrique (...) Outre cette limitation, liée à la structure de la topologie utilisée, des chutes de tension variables peuvent survenir dans la chaîne de traction (...) Toutes ces chutes de tension, intrinsèques ou d’origines externes, vont alors réduire les performances de la machine pilotée. Dans un premier temps, ces travaux de thèses ont permis d’étudier et de modéliser finement les phénomènes physiques à l’origine de chutes de tension intrinsèques des convertisseurs...

Pour maximiser la contribution des véhicules hybrides électriques (HEV) à la décarbonation du secteur des transports, leur performance énergétique est un facteur-clé qui doit être pris en compte dès la phase de conception. Or, pour un HEV, optimiser cette conception en vue de maîtriser sa consommation recouvre non seulement un aspect de dimensionnement mais aussi un contrôle de supervision, appelé Loi de Gestion d'Énergie (EMS ). Une telle co-optimisation dimensionnement/contrôle est généralement abordée (...) En s’inscrivant dans une nouvelle perspective, ce travail de thèse a introduit une méthodologie visant à estimer la consommation d'énergie de groupes motopropulseurs à l’aide d’une formulation entièrement explicite...

Les Machines Synchrones à Aimants Permanents (MSAPs) sont une technologie de référence pour la propulsion des véhicules électriques. Toutefois, leur déploiement à très grande échelle est subordonné à des contraintes relatives aux aimants : la capacité d'approvisionnement en ressources, mais aussi les défis environnementaux liés à l’extraction minière, au recyclage et au raffinage. En outre, les MSAPs nécessitent souvent des stratégies de défluxage pour fonctionner à hautes vitesses, ce qui peut entraîner des pertes énergétiques, et donc des baisses de rendement du système global...

Dans le cas des véhicules électrifiés, à batterie (électriques ou hybrides) ou à pile à combustible (PAC), les convertisseurs d’électronique de puissance (EdP) jouent un rôle majeur car ils y sont utilisés pour différentes fonctions. Ils servent par exemple à piloter des moteurs électriques, à gérer l’énergie à bord du véhicule ou à contrôler la recharge de la batterie de traction...

Comme tous les secteurs concernés par l’électrification, celui du transport nécessite la conception de systèmes électriques performants et efficaces qui répondent à de multiples contraintes, telles que le coût et la compacité. Dans ce contexte, l’optimisation est devenue une étape primordiale du processus de conception de ces systèmes, en particulier pour les machines électriques...

L’objectif de neutralité carbone à horizon 2050 nécessite une réduction drastique des émissions de CO2 liées au transport, responsable à lui seul de plus de 30 % du CO2 émis mondialement. Pour le transport routier, il est prévu que cette décarbonation s’appuie en partie sur le déploiement de véhicules électriques à batteries. Cependant, cette solution impose des contraintes...

L'électrification de la mobilité est une inflexion majeure pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques par le secteur des transports. Dans ce contexte, la batterie Li-ion est actuellement la technologie partagée par tous les constructeurs automobiles pour fournir le stockage d'énergie nécessaire au déploiement des véhicules électrifiés...

L’électrification du groupe motopropulseur des véhicules est une des clés de la mobilité durable et l’hybridation avec des moteurs thermiques est de plus en plus répandue. Dans ce contexte, l’hybridation légère « à 48 volts » est une option à faible coût, flexible et simple à intégrer, avec des contraintes de sécurité allégées et des performances remarquables.

Afin de réduire la consommation des moteurs essence, les constructeurs misent sur la suralimentation et la réduction de la cylindrée. Ce choix conduit cependant à une augmentation du phénomène de