Version du 27 novembre 2013 à 13:41

Introduction

Contexte

La flambée des cours du pétrole que nous avons connue au cours de l'été 2008, la raréfaction des réserves, les normes environnementales appliquées à l'automobile de plus en plus contraignantes, les problèmes de réchauffement climatique, sont autant d'éléments qui ont mis en évidence les problèmes liés à l'usage intensif des véhicules à moteur thermique. La nécessité de développer des véhicules alternatifs s'impose peu à peu... Le véhicule tout électrique, bien que pénalisé par son autonomie limitée, apparaît comme une solution sérieuse pour les déplacements urbains et extra-urbains et présente des performances dynamiques équivalentes aux véhicules actuels. Situés tous deux dans le département du Nord, Polytech'Lille s'est rapproché de la société Secma, constructeur automobile automobile en vue de développer un véhicule électrique. A cette fin, Polytech'Lille s'est équipé d'un véhicule thermique de type Fun Extr'm de chez Secma, d'un ensemble variateur-moteur électrique et de batteries ai Lithium.

Objectif

Le travail à effectuer se décompose de la façon suivante:

-Vérifier et modifier si nécessaire les plans de câblage au regard des notices techniques de chaque élément

-Finir le câblage de la partie commande

-Configurer et tester le Battery Management Security (BMS)

-configurer et tester le variateur de vitesse.

-valider le travail par des essais

Cahier des charges

L'objectif de ce PFE est bien entendu de rendre le véhicule finit d'autre part nous souhaitons effectuer un travail de synthèse. En effet plusieurs étudiants ont travaillés sur le véhicule, il faut donc récupérer et trier l'ensemble des informations.

Materiel

Nous avons à notre disposition le materiel suivant:

Variateur de Vitesse

Il existe différent type de variateurs, ils sont principalement constitués d’un convertisseur statique utilisant généralement un hacheur ou un onduleur et d’une électronique de commande qui réalise la régulation et l’asservissement de la machine par le biais du convertisseur pour que l’utilisateur puisse commander directement la vitesse. Les variateurs les plus récents contiennent aussi un étage de correction du facteur de puissance afin de respecter les normes de compatibilité électromagnétique.

C’est un équipement électrotechnique alimentant un moteur électrique de façon à pouvoir faire varier sa vitesse de manière continue, de l'arrêt jusqu’à sa vitesse nominale. La vitesse peut être proportionnelle à une valeur analogique fournie par un potentiomètre, ou par une commande externe : un signal de commande analogique ou numérique, issue d'une unité de contrôle.

Un variateur de vitesse fonctionne de la façon suivante, le redresseur va permettre d'obtenir un courant quasi continu depuis le réseau électrique, puis à partir de ce courant continu, Dans notre cas, Le variateur SEVCON a été étudié et créé pour contrôler des moteurs asynchrones et synchrones à aimants permanents de la façon suivante, l'onduleur (bien souvent à Modulation de Largeur d'Impulsion) va permettre de créer un système triphasé de tensions alternatives dont on pourra faire varier la valeur efficace et la fréquence (ci-joint). Ceci nous permet donc d’améliorer la consommation de l’énergie.

Battery Managment System

Le BMS (Battery Management System) permet de contrôler le bon fonctionnement, les charges et décharges des batteries afin d’augmenter leurs durées de vie.

Il est un élément indispensable sur tout pack de batteries au lithium. Il surveille l'état des différents éléments de la batterie.

châssis

moteur électrique

batteries

chargeur

Avancement du projet

Dans cette parties nous vous décrivons les grandes étapes de la réalisation de notre projet:

Prise de contactes avec les enseignants

La première séance nous à tout d'abord servi à prendre contact avec les professeurs référents de ce projet : Mr. Philippe Delarue et Mr. Arnaud Chielens. Lors de ce premier rendez-vous:

- le véhicule électrique nous à été présenté

- les documents relatifs à ce projet nous ont été remis.

Remarque:

Ce projet est divisé en deux partie:

- une partie mécanique: remplacer le moteur thermique en un moteur électrique, intégration des composants nécessaire à l'électrification (batteries, BMS, variateurs de vitesse, une modification de la boite de vitesse)

- une partie électrique: modélisation électromécanique, tester les différents éléments du système, réaliser les différents câblage ( puissance et commande).

Prise en main du sujet

la première chose à faire est de mettre à plat l'ensembles des documents fournis qu'il soient de natures techniques (datasheet , mode d'emploi) ou bien de nature explicative( rapport de stage, twiki)

Validation câblage de la puissance

Le câblage étant réalisé, nous avons due le tester. Cette vérification à été effectué par la méthode ohmétrique

Validation et modification du schéma de commande

Le schéma de commande permet de gérer le fonctionnement des différents éléments entre tout en assurant la sécurité des biens et des personnes. Après analyse du schéma de commande et compréhension des différents fonctions de celui ci nous l'avons modifié et valider pour la suite de notre projet.

Remarque

le schéma de commande avait été réalisé par Philippe Delarue. Notre travail était sa validation

Commande du materiel

En vue du matériel présent et de la stratégie mise ne place pour la suite du projet. Nous avons due réaliser de nouvelles commandes afin de réaliser un nouveau boitier d'interconnection.

Remarque

Cette étape à été plutôt longue.

En effet, des problèmes ont été rencontrés dans:

-la recherche de composants compatible avec ceux déjà présent

-la gestion de délais de livraison et de stock

Réalisation et validation du boitier d'interconnection

Afin de réaliser le plus proprement possible le boitier d'interconnection nous avons réalisé une plaque électronique permettant une bonne intégration des modules de commande

Remarque

-Le Layout a été réalisé à l'aide d'Eagle

-Nous avons eu l'aide de Thierry Flamen pour la réalisation de celle ci.

interconnection des éléments de commande