A Control Reconfiguration Strategy for Post-Sensor FTC in Induction Motor-Based EVs

International audienceThis paper deals with experimental validation of a reconfiguration strategy for sensor fault-tolerant control (FTC) in induction-motor-based electric vehicles (EVs). The proposed active FTC system is illustrated using two control techniques: indirect field-oriented control (IFOC) in the case of healthy sensors and speed control with slip regulation (SCSR) in the case of failed current sensors. The main objective behind the reconfiguration strategy is to achieve a short and smooth transition when switching from a controller using a healthy sensor to another sensorless controller in the case of a sensor failure. The proposed FTC approach performances are experimentally evaluated on a 7.5-kW induction motor drive

Intérêt d'une Source d'Energie Electrique Hybride pour véhicule électrique urbain dimensionnement et tests de cyclage

Actuellement, la principale source d énergie embarquée dans les véhicules électriques est composée de batteries Li-ion. Cette thèse fait partie des thématiques communes de travail que mène L ESTACA en collaboration avec le L2EP. L objectif ce projet est d étudier l apport d une source hybride composée de batteries Li-ion et des supercondensateurs, sur les performances d un véhicule électrique urbain.Dans un premier temps, une stratégie de gestion d energie basée sur l approche des règles déterministes a été appliquée pour montrer l intérêt de l association des différentes technologies de batterie Li-ion (haute puissance, haute énergie) avec le supercondensateur en fonction de l autonomie voulue. Cette étude nous a permis de proposer une solution optimale (poids, volume, coût..) composée d une batterie énergétique et un supercondensateur.Dans la deuxième partie, on a suivie l évolution du vieillissement des deux de deux batteries de type haute puissance et hautes énergie dans, respectivement, les configurations mono-source et hybride. Pour réaliser cette étude, un banc de tests, destiné au cyclage et la caractérisation des systèmes de stockage, a été utilisé. Les résultats obtenus, offriront la possibilité de se prononcer sur le type de batteries Li-ion qui pourrait être le plus intéressant pour l alimentation des véhicules électriquesCurrently, the main embedded storage system supplying the electric vehicles is composed of Li-ion batteries. This thesis is one of the common themes of work that ESTACA leads in collaboration with L2EP. The objective of this work is to study the interest of a hybrid source composed of Li-ion batteries and supercapacitors to supply an urban electric.Firstly, an energy management strategy based on deterministic rules is developed to control the power between the battery and supercapacitor. To demonstrate the combination utility, different Li-ion battery technologies (Li-ion high power, high-Li-ion energy) are used on the sizing step. Through this study, we could propose an optimal solution (masses, volumes, costs...) consisting of battery and supercapacitor. In the second part, we have followed the evolution of capacity and the internal resistance losses of high power and high energy batteries type in, respectively, single-source and hybrid configurations. For this study, a test bench, developed for cycling and characterization of storage systems, was used. The results obtained provide the opportunity to choose Li-ion battery technology that could be the most interesting for the supply of electric vehiclesVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

Modélisation électrique et énergétique des supercondensateurs et méthodes de caractérisation : Application au cyclage d'un module de supercondensateurs basse tension en grande puissance

This document presents a study of the electrical and energetic behaviour of supercapacitors under conditions similar to industrial applications' ones. For that, a test bench has been developed in our laboratory in order to characterize a supercapacitors' module (112F-48V) composed of 24 elements of 2700F/2,3V. The goal of this work was firstly to evaluate the precision of the existing model about the electrical and energetic characteristics and secondly to improve this precision. For that, two models representing the energetic and electrical behaviour of these components are developed. These models are obtained by a simple identification of the data measured during the cycling tests using frequential and temporal approaches. Numerous electrical and thermal data are obtained during the cycling test of the module. These data are used to observe the evolution of the equivalent capacity and resistance of several supercapacitor elements of the tested module according to the temperature. For the first 200.000 cycles, the ageing process of supercapacitors and the variation of the module parameters during all the life of this tested module are presented. This study allowed to obtain information about the degradation (R, rs and C) according to the number of cycles carried out.Finally, the tests of cycling done without balancing device (except the impedance of the measurement system) allow to observe a natural dispersion of the voltage according to the position of the components in the module.Ce mémoire présente un travail sur le comportement électrique et énergétique des supercondensateurs dans des applications de type traction électrique. Il développe un outil de caractérisation du comportement des supercondensateurs afin de les exploiter dans les applications « courant fort » telles que le transport. Le banc de test développé dans notre laboratoire a permis la caractérisation d'un module de supercondensateurs 112F-48V constitué de 24 composants Maxwell 2700F/2,3V.En premier lieu, la modélisation du composant nous a paru indispensable pour représenter le comportement de ces composants. Pour cela, deux modèles représentant le comportement énergétique et électrique des supercondensateurs ont été développés. Différentes approches connues ont été confrontées pour aboutir à une méthode simple d'identification, associant des mesures temporelles et fréquentielles.En utilisant ces modèles, une caractérisation de quatre éléments du module avec un suivi de l'évolution des caractéristiques de chaque élément a été effectuée en fonction de la température. D'autre part, l'observation du vieillissement du module et d'un élément de ce dernier pour les 200.000 premiers cycles a permis de suivre la dégradation des caractéristiques (R, rs et C) des supercondensateurs en fonction du nombre de cycles effectués.Enfin, un des objectifs initiaux était d'aborder le problème de mise en série du composant afin de l'utiliser en Génie Electrique. Les essais de cyclage réalisés sans dispositif d'équilibrage (hormis les impédances du système de mesure) ont permis d'observer une dispersion naturelle des tensions dépendant de la localisation du composant dans le module

Modélisation électrique et énergétique des supercondensateurs et méthodes de caractérisation (application au cyclage d'un module de supercondensateurs basse tension en grande puissance)

LILLE1-BU (590092102) / SudocVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

Study of the Ageing Process of a Supercapacitor Module Using Direct Method of Characterization

International audienc

An Improved Rule- and Frequency Separation-Based Energy Management Strategy for a Fuel Cell Electric Vehicle

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Influence of secondary source technologies and energy management strategies on Energy Storage System sizing for fuel cell electric vehicles

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A New Space Vector Modulation Pulse Width Modulation Technique for an Optimal Total Harmonic Distortion of a Three-Phase Voltage Source Inverter Power System

International audienceThe voltage and current outputs of a power electronic converter contain high harmonic, especially when the required power operation point is less than the nominal one. The present paper proposes a new space vector modulation scheme to improve this harmonic content for the overall power range. This technique is based on an optimized distribution of the zero vectors during the sampling time. Firstly, a vector spatial approach of the voltage flux harmonic is analytically synthesized. Hence, the obtained flux harmonic trajectories are optimized somehow to minimize the distance between the gravity center of this trajectory and its origin, which gives the exact duration of the zero vectors. The obtained simulation and experimental results show an improved harmonic content of the output converter even for low modulation index and an enhanced converter current waveform. The results confirm the superiority of the proposed strategy compared to the previously developed