bu.univ- viewChapitre II modlisation numrique SIMULINK. Chapitre I Gnralit sur les vhicules hybrides . Conclusion gnrale. Introduction gnrale. Chapitre III MODELISATION D

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    13-Apr-2018

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Universit KASDI Merbah Ouargla

Facult Des sciences appliques

Dpartement de Gnie Mcanique

Mmoire

Prsent en vue de lobtention du diplme de Master en Gnie Mcanique

OPTION

Gni Energtique

PAR

GHETTAS Charaf Eddine

GHACHI Naoui

THEME

Etude et Simulation dun vhicule hybride moteur MCI et moteur Electrique

Devant le jury:

Prsident:

BENCHEIKH Kamel

M. A.(A)

U. Ouargla

Rapporteur:

KOURAS Sid-Ali

M. A.(A)

U. Ouargla

Examinateurs:

KHALFI Mehdi

M.A. (A)

U. Ouargla

Soutenu le:2016 /2015

Remerciements

Je remercie dieu tous puissant qui ma donn le courage, la force et la volont pour achever ce modeste travail.

Nous tisons en premier lieu exprimer mes sincres remerciements nos parents.

Mes sincres remerciements mon directeur de mmoire monsieur

KOURAS Sid-Ali prof luniversit KASDI MERBAH OUARGLA pour sa patience, son soutien et ses encouragements

continuels qui ont permis laboutissement de ces efforts en dpit des difficults rencontres dans ce travail.

Mes remerciements galement tous ceux qui mont apport leur aide De prs ou de loin llaboration de mon projet de fin dtude.

Ddicace

Louange Dieu, le seul et unique A notre trs chers parents et notre frres et surs, A notre encadreur Mr. KOURAS Sid-AliA tous notre amis ,A tous ceux qui ont particip de prs ou de loin la ralisation de ce travail.

Table des matires

Introduction gnrale......2

Chapitre I: GENERALITE SUR LES VEHICULES HYBRIDES

1 . Introduction6

2 . Les diffrentes architectures hybrides..6

3 . Les modes de fonctionnement: ..6

a. Le Stop and Start ....6

b. Le mode rgnration. ....7

c. Le mode freinage rcupratif. ....7

d. Le mode boost ..7

e. Le mode alternateur. ..7

f. Le mode thermique pur ..7

g. Le mode lectrique pur 7

4 . Types darchitectures: 8

a. Architecture parallle...8

b. Architecture micro-hybride.9

c. Architecture srie: ..10

d. Architecture combine11

e. Autres architecture.12

5 . La problmatique de contrle optimal..12

6 . Minimisation de la consommation de carburant sur cycle normalis13

7 . Problme en temps-rel o le futur nest pas connu:.16

8 . Dfinition des classes de problmes doptimisation tudis.16

9 . Conclusion: 17

CHAPITRE II: MODELISATION NUMERIQUES& SIMULINK

Premire partie SIMULINK

1. Introduction19

2. Position du Problme..19

3. Prsentation de SIMULINK..20

4. Construction dun diagramme SIMULINK.21

a) Lancer le logiciel / Ouvrir un fichier...22

b) Sources de signaux.22

c) Visualiser des signaux...23

d) Simuler...24

e) Modliser (Bases)....24

f) Display (ou afficheur).25

Deuxime partie la modlisation

1. Etude thermodynamique du moteur MCI...26

2. Les donnes de base du moteur ....27

3. Les paramtres du moteur....28

4. Paramtre du temps d'admission..28

5. Paramtre du temps de compression....29

6. Paramtre du temps combustion...29

7. Paramtre du temps dtente..30

8. Etude du moteur lectrique...31

a. Machine lectrique asynchrones..31

i. Stator..32

ii. Rotor bobin..32

iii. Rotor cage...32

iv. Rotor double cage...33

v. Rotor encoches profondes.....33

vi. Organes mcaniques (voir schmas ci-aprs).33

b. Alimentation, caractristiques et limites dutilisation.34

i. Dmarrage direct..34

i.1.Caractristiques en rgime permanent34

i.2.Caractristiques en rgime dynamique...35

c. Limitation du courant de dmarrage...35

Dmarrage toile triangle35

Insertion de rsistances ou inductances statoriques35

Dmarrage par autotransformateur36

Dmarrage par gradateur de tension...36

Utilisation dun onduleur de tension.36

d. Freinage des machines asynchrones..37

i. Freinage par contre courant37

e. Freinage par injection de courant continu38

f. Freinage en gnratrice asynchrone40

g. Freinage mcanique40

9. CONCLUSION...42

CHAPITRE III : MODELISATION DES MOTEUR MCI ET ELECTRIQUE DU VEHICULE

1. Introduction.44

2. Dfinition du model....44

3. Modles utiliss pour l'optimisation avec SIMULINK....45

4. Slection dune machine asynchrone (moteur/gnratrice)....46

5. Batterie.48

6. Moteur lectrique et convertisseur49

7. Moteur thermique...50

8. Critres et variables d'optimisation..51

9. Impact des fonctionnalits de l'architecture....52

a. Vhicule conventionnel...52

b. Rsultats de la simulation..54

10. Rsultats dune hybridation partielle....57

a. Cas ou les batteries son charg (charge plus de 65%)....57

i. Vitesse du vhicule moins de 40Km/h...57

ii. Vitesse du vhicule plus de 40Km/h..58

b. Cas ou les batteries ne sont pas charg (charge moins de 65%).58

11. Impact de la taille des lments.59

i . Impact de la puissance du moteur lectrique sur la consommation59

12. Impact de la variation de la capacit de la batterie.60

13. Conclusion62

CONCLUSION GENERALE...63

Rsum

Bibliographie

LISTE DE FIGURES

Chapitre I: GENERALITE SUR LES VEHICULES HYBRIDES

Figure I.1: Schma de principe de larchitecture hybride parallle

Figure I.2: Schma de principe de larchitecture micro-hybride

Figure I.3: Schma de principe de larchitecture hybride srie

Figure I.4: Schma de principe de larchitecture hybride combine, type Prius

Figure I.5: Cycle NEDC : Vitesse vhicule (haut) et rapports de vitesse imposs (bas)

Figure I.6: Cycle Artmis : Vitesse vhicule (haut) et rapports de vitesse imposs (bas)

Chapitre II: MODELISATION NUMERIQUES& SIMULINK

Figure II.1: Mthodes de rsolution des problmes aux limites

Figure II.2: interface MATLAB lancement SIMULINK

Figure II.3: les sources de signaux dans SIMULINK

Figure II.4: Visualiser des signauxdans SIMULINK

Figure II.5: lancement dune simulation avec SIMULINK

Figure II.6: micro modlisation dun bloc fonctionnel avec SIMULINK

Figure II.7: Exemple de modle

Figure II.8: affichage du rsultat dun scope sur SIMULINK

Figure II. 9 : Courbe de pression en fonction du volume de cylindre Lgende

Figure II 10: Vues en coupe

Figure II.11:Le couple rsistant de la charge entrane doit permettre un dmarrage

Figure II.12:couple moteurs rotor bobin

Figure II. 13: couple Freinage par contre courant

Figure II.14: couplage des enroulement du moteur sur la tension continue .

Chapitre III : MODELISATION DES MOTEUR MCI ET ELECTRIQUE DU VEHICULE

Figure III.1: gomtrie du model et du vhicule

Figure.III.2: couple moyen dvelopp par le moteur durant la phase de dmarrage

Figure. III.3: Reprsentation de la consommation spcifique du moteur thermique de la Partner

Figure. III.4: Reprsentation du couple maximal Tmax en fonction du rgime we

Figure. III.5: Points de fonctionnement (rgime/couple) du moteur thermique superposs la consommation spcifique.

Figure. III.6: Couples, vitesses et consommation de carburant

Figure. III.7: Points de fonctionnement (rgime/couple) du moteur thermique en mode conventionnel et en mode hybride la consommation spcifique.

Figure. III.8: Couples, vitesses et consommation de carburant

Figure III. 9: (a) consommation en nergie au dmarrage, (b) nergie consommer par la batterie

Figure.III.10: couple de la eharge de la batterie en fonction du temp(cas de la vittes)>40k / h

Figure III.11: charge de la batterie dans le temps

Figure. III.12: Consommation de carburant en fonction de la puissance du moteur lectrique.

Figure. III.13: Consommation de carburant en fonction du poids de la batterie

LIASTE DE TABLEU

TAB II 1: caractristique technique.

TAB III 1: Etude de l' impact de la puissance maximale du moteur lectrique

INTRODUCTION GENERALE

Etude et simulation dun micro-capteur chimique base de FET (54) (54)

Introduction gnrale

Aprs un dbat de plusieurs annes sur la prsence ou nond'un rchauffement climatique, la plupart des experts s'accordent dire que la temprature de la terre augmente bel et bien. Cette augmentation est directement lie aux gaz effet de serre. Parmi les gaz responsables de l'effet de serre, effet qui tend conserver la chaleur issue des rayons du soleil, le CO2 a vu sa concentration augmenter de 30% depuis 1750, tandis que le mthane a augment de 150%. C'est pourtant le CO2 qui constitue le principal contributeur parmi les gaz effet de serre, celui-ci tant clairement li aux activits humaines: ses missions proviennent 90% de la combustion des nergies fossiles (produits ptroliers, charbon, Gaz naturel), et en particulier 34%du secteur des transports, qui reste le premier secteur en terme dmissions de gaz effet de serre. Le CO2 nest cependant pas un gaz polluant qui joue sur la qualit de lair : il contribue leffet de serre, mais nest pas dangereux pour lhomme.

Dans le secteur des transports, la combustion des produits ptroliers dans les moteurs combustion rejette plus

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