Commande d’un Convertisseur Multicellulaire pour une Application de Véhicule Électrique

Abstract

Les convertisseurs à forte densité de puissance et à haut rendement deviennent de plus en plus intéressants dans l'industrie des véhicules électriques. Ce rapport de thèse présente un convertisseur multicellulaire parallèle CC-CC à haute densité de puissance et à haut rendement. Une topologie Buck à trois cellules connectées en parallèle et non-isolé a été choisie pour le convertisseur envisagé dans ce travail, est rendue nécessaire de par la caractéristique basse tension-fort courant des composants électroniques. Ce travail est consacré à la modélisation, la commande et à la supervision par simulation d'un convertisseur CC-CC multicellulaire associé en parallèle de type Buck pour une application de véhicule électrique. La mise en place de stratégies de commande sur ces architectures multicellulaires passe par une première étape de modélisation. Cette étape permet de retrouver les relations entre les variables à contrôler et les ordres de commande de toutes les cellules de commutation. Les stratégies appliquées dans ce projet, sont basées sur des approches non linéaires ainsi que sur la commande adaptative. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous présentons l’implantation de ces stratégies dans l’environnement MATLAB®/ SIMULINK ™ afin de valider leur performance sur les convertisseurs multicellulaires parallèle pour une application de véhicule électrique. Après avoir testé le convertisseur, les résultats de simulation obtenus, ont été analysés sur la base du fonctionnement en régime permanent et dynamique, et ont démontré la supériorité de la topologie adoptée en termes d’efficacité énergétique par rapport aux convertisseurs conventionnels. Toutes les formes d'onde se sont avérées très proches de la théorie et des spécifications. L’association en parallèle des cellules de commutation a montré un rendement élevé et un bon partage du courant entre ses cellules. Un rendement d'environ 95% a été trouvé dans le mode de fonctionnement Buck, à la condition nominale. Ce convertisseur peut être utilisé dans un véhicule électrique pour interfacer des charges auxiliaires avec la batterie 12V.