LABORATOIRES DE RECHERCHE ET MISSIONS PROFESSIONNELLES
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
MASTER PARISTECH FONDATION RENAULT Mobilité et Véhicules Électriques PRÉSENTATION DES Laboratoires de recherche et missions professionnelles Promotion 2 (2011-2012) MASTER PARISTECH FOUNDATION RENAULT Mobility and Electrical Vehicle Presentation of Research laboratories and professional projects 2nd Graduation Class (2011-2012)
MASTER PARISTECH FONDATION RENAULT
Arts et Métiers ParisTech
Mobilité et Véhicules Électriques
8 boulevard Louis XIV La Fondation Renault et ParisTech se sont associés pour créer le Master
59046 Lille cedex “ Mobilité et Véhicules Électriques ” porté par 4 Écoles :
France • les Arts et Métiers ParisTech,
— • l’ENSTA ParisTech,
Directeur du Master :
• les MINES ParisTech
Philippe DEGOBERT
Tél : 03 20 62 27 53 • et les Ponts ParisTech.
philippe.degobert@ensam.eu
Il s’agit d’un Diplôme National de Master, remis par ParisTech. ParisTech est
un Pôle de Recherche et d’Enseignement Supérieur, qui rassemble 12 des plus
prestigieuses Grandes Écoles Françaises, et constitue ainsi une université de
dimension internationale.
FONDATION RENAULT
Cette formation de 15 mois, en français, vise à former des ingénieurs aux
technologies nécessaires à la conception des véhicules du futur, pour leur
13-15 quai le Gallo apprendre à élargir leur champ de connaissances avec une approche globale
92513 Boulogne Billancourt cedex au service de la traction électrifiée.
France
Elle inclut 2 périodes de stages :
—
Responsable du Master : • L ’une en laboratoire de recherche (3 mois) pour aborder des questions
Marie-Laure LE NAIRE fondamentales
Tél : 01 76 84 84 10
marie-laure.le-naire@renault.com • L’autre en entreprise (5 mois) pour :
– mettre en application les méthodologies et mobiliser les connaissances
acquises pour remplir une mission qui corresponde à un véritable besoin
pour le partenaire professionnel,
– contribuer à une réflexion académique approfondie sur les problématiques
abordées.
Ces 2 missions donnent chacune lieu à la rédaction d’un rapport qui est soutenu
publiquement.
Cette plaquette présente de manière synthétique les différents sujets traités
par les étudiants de la promotion 2011-2012 du Master “ Mobilité et Véhicules
Électriques ”.
2
Arts et Métiers ParisTech
MOBILITY AND ELECTRICAL VEHICLES
8 boulevard Louis XIV The Renault Foundation and ParisTech joined forces to create the Master’s
59046 Lille cedex Program in Mobility and Electrical Vehicles, provided by 4 engineering
France Schools:
— • Arts et Métiers ParisTech,
Director of the Master: • ENSTA ParisTech,
Philippe DEGOBERT
Tel : +33 3 20 62 27 53 • MINES ParisTech
philippe.degobert@ensam.eu • and Ponts ParisTech.
It is an official French National Diploma from ParisTech. ParisTech is a pole
of research and higher education grouping 12 of France’s most prestigious
Grandes Ecoles and constitutes a genuinely international university.
FONDATION RENAULT
This 15 months training, in French language, trains engineers in the
technologies needed to conceive the vehicles of tomorrow and teach them
13-15 quai le Gallo to expand their scope of knowledge with a comprehensive approach in an
92513 Boulogne Billancourt cedex effort to improve electrified traction.
France
It includes 2 internships periods :
—
Supervisor: • The Research laboratory (3 months)
Marie-Laure LE NAIRE
Tel : +33 1 76 84 84 10 • The professional mission (5 months) to fulfil a double objective:
marie-laure.le-naire@renault.com – to call on and put into practice the methodologies and skills acquired
during training in order to fulfil an assignment that addresses a true
need for the professional partner in question,
– contribute to an in-depth, academic study and discussion regarding
the issues faced during the assignment.
These 2 assignments will be followed by the writing of a report that shall
be defended publicly.
This brochure summarises the different topics dealt with by the students of
the Class of 2011-2012 for Master’s Degree “Mobility and Electrical Vehicle”.
3
PRIYAAPRAHAMIAN
éric RAMATHAXX
ENSIEG
IVNQS FJSFDD DDDDDDDDDDD
MISSION EN LABORATOIRE
MISSION
DE RECHERCHE
professionnelle
/ RESEARCH
/ professionnel PROJECT
LABORATORY PROJECT
Plate-forme agrégation Aggregation platform
de services énergétiques of mobility and energy
et de mobilité : impact services: impact and
et faisabilité technical feasibility
L’arrivée du véhicule électrique pose le problème de son The large scale introduction of electri
intégration au sein des acteurs énergétiques et des clients. vehicles creates new difficulties and new
Pour faciliter son développement et rendre son usage opportunities for both the client and the
france
attractif, EDF par le biais de sa filiale SODETREL a imaginé optimization of the energy supply. It is
—
un outil appelé «agrégateur». Cette plate-forme intelligente the objective of SODETREL to provide a
accompagne le client dans son acquisition, son utilisation new energy service to the EV customers
ou sa maintenance en offrant à ce dernier des services that will make this forme of transport both
énergétiques et de mobilité, et des avantages financiers easy to use and more attractive interms of
quand il met à disposition l’énergie contenue dans la energy use. The on-board energy store of
batterie de son véhicule pour soulager le réseau. Cette the vehicle is an important element that can
thèse professionnelle développe ce concept d’agrégateur help stabiize the mains supply and render its
de services et confirme la faisabilité technique des use more efficient by the timely absorption,
services de type énergétique. Elle examine en détail or rendering of the energy. The optimal
le principe de réinjection de l’énergie de la batterie sur charging time wil allow the client to benefit
le réseau ou l’habitat, et montre que ses impacts sont from the lowest tariffs, while the rendering
minimes à court-terme tout en proposant des structures or reverse energy flow at the demand of the
nouvelles qui intègrent des protections et des moyens energy supploier may even have a sigificant
de communication. financial compensation. This thesis exposes
the principal concepts of the development
of a smart energy exchange platform. Tt
then validates the technical choices that
were made and clearly shows that the
influence of the EV on the short terme
remains low. New structures are proposed
that incoporate the communication and the
protection schemes.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEURS ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTORS COMPAGNY
Jérôme Adnot - Mines ParisTech Patrick GAGNOL EDF / DME
Philippe DEGOBERT Jean-Luc MARTIN
Arts et Métiers ParisTech
4
émilien boiteux
INSIA
MISSION professionnelle / professionnel PROJECT
Mise en place d’une offre Establishment of
d’agrégateur de services an offer aggregator
de mobilité et énergétique : services mobility and
analyse technique, définition energy: technical
des besoins nécessaires au analysis, requirements
portage de l’offre globale definition need to
france et gains économiques port the supply and
—
envisagés economic benefits
Ce document va vous présenter une partie de mon travail envisaged
durant les 6 mois de stage au sein de la Société SODETREL;
This document will introduce you to some
Ce stage effectué dans le cadre de mon mastère en
of my work during the 6 month of training
Ingénierie des Véhicules Electrique traite des futurs besoins
periode into the compagny SODETREL. This
liés aux véhicules rechargeables : que ce soit du côté des
training periode as part of my Masters in
propriétaires mais surtout du côté du réseau électrique.
Engineering Electric Vehicles taking about
Les spécificités techniques ont été faites en deux parties, future requirements for rechargeable
une axée sur la mobilité électrique, l’autre sur la gestion vehicles: either side of the owners
électrique. Pour cela nous avons listé tous ce qui nous but also the side of the grid. Technical
semblait utile aux bons fonctionnement de l’agrégateur. specifications were made in two parts,
one focusing on eectric mobility, the other
Deux démarches parallèles ont été traitées power management.For this, we have listed
- une sur le contenu du kWh en fonction du moment de all that seemed good to the good functioning
la journée concerné aggregators.
Two parallel approaches have been
- une autre sur les possibilités commerciales que
addressed :
l’agrégateur pourra proposer sur les marchés financiers
ou à nos différents clients. -the content of a kWh functions of time of
day and day concerned
- another on business opportunities that
aggregators can offer the financial
markets or our various clients.s.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEURS ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTORS COMPAGNY
Jérôme Adnot - Mines ParisTech Patrick GAGNOL, SODETREL / EDF
Philippe DEGOBERT Badis MALLEM,
Arts et Métiers ParisTech Aurélien OUELLETTE
5andré bazani
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
MISSION EN LABORATOIRE DE RECHERCHE / RESEARCH LABORATORY PROJECT
Analyse du marché de l’électricité The Nord Pool
Nord Pool Spot et l’impact Spot electricity
des stratégies de recharge market and
des batteries d’un système Quick the impact of
Drop au Danemark battery charging
Dans le cadre des politiques environnementales ambitieuses en strategies of
Brésil / brazil Europe, l’introduction des véhicules électriques est actuellement a Quick Drop
— une des mesures envisagées pour réduire les émissions de CO2
et le niveau de pollution atmosphérique dans les villes, ainsi que system in
pour diminuer la dépendance du pétrole. L’insertion des voitures
électriques au marché augmenterait la consommation d’électricité
Denmark
et influencerait par conséquent ses prix. The number of electric vehicles in
Ce projet est inséré dans le contexte d’un concept innovant Europe increases day by day, then
pour recharger ces batteries – le système Quick Drop développé the electricity consumption grows
par la société Better Place, où une batterie vide est remplacée up too. The Quick Drop concept
automatiquement par une autre complètement chargée en 3 minutes. consists in the replacement of an
Les stations d’échange des batteries pourront elles-mêmes choisir empty battery by a fully charged
le bon moment pour recharger ces batteries de façon à tirer profit one in only 3 minutes. This system
de la variation des prix d’électricité d’une bourse et en même temps
can be used as an advantage,
de lisser la courbe de demande d’électricité.
because batteries could be
Le Danemark a été stratégiquement choisi étant donné que plus charged following price volatility
que 20% de son électricité vient des éoliennes et que 20 stations of the electricity market, also
Quick Drop sont déjà installées dans ce pays. L’idée est d’utiliser increasing the commitment to
l’énergie excédentaire des éoliennes pour recharger les batteries et renewable energies in Denmark.
profiter du stockage dans les batteries pour fournir l’énergie vers le
réseau dans les moments de déficit du vent. This report analyzes the
Dans le cadre de ce travail, on s’intéresse dans un premier temps particularities of the electricity
à l’analyse des particularités du marché de l’électricité aux pays day-ahead market – Nord Pool
nordiques (la bourse Nord Pool Spot), comme les 13 prix régionaux Spot – in the Nordic countries,
différents pour l’électricité et les données de prévision et production as well as the economic impact
d’énergie éolienne au Danemark. of strategies of recharging/
Dans un deuxième temps, on se propose à analyser, pour un système discharging the Quick Drop
Quick Drop, l’impact économique des stratégies de recharge/décharge batteries by buying/selling
des batteries en achetant/vendant l’électricité directement sur la electricity directly throughout
bourse au Danemark. this market in Denmark.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Jérôme Adnot Mines ParisTech
6 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Couplage entre énergies Coupling between
intermittentes, marchés intermittent energy
d’électricité et véhicules sources, electricity
électriques dans le cadre market and electric
des services Smart Grid vehicles in the context
Ce projet s’insère dans l’étude du potentiel du Véhicule of the Smart Grid
Electrique (VE) dans son interaction avec le réseau électrique. services
Il est en accord avec l’objectif de Renault de pouvoir estimer
les gains des services énergétiques. Ces données sont The aim of this project is to provide Renault
essentielles à la compréhension et à la structuration de the practical and useful assessment for
futures négociations avec les énergéticiens et les traders future negotiations with energy companies
du marché de l’électricité. and traders of the electricity market.
L’idée de ce travail est d’étudier l’interaction de trois piliers : My main task has been to analyze the
le VE et sa capacité de stockage d’énergie ; la production
interaction of 3 parts: the electric vehicle;
d’énergie éolienne ; et les marchés d’électricité en vue
the wind energy production; and the
d’une optimisation technico-économique pour le producteur.
electricity market.
Les objectifs pour chacun des acteurs sont :
To this matter, a statistical study of actual
- Pour le producteur éolien : augmenter son gain économique wind energy forecast and wind energy
et diminuer l’excès de production non utilisée ;
production was necessary, regarding the
- Pour le constructeur automobile : valorisation économique issues of prediction in this intermittent
pour la contribution au service énergétique en plus du energy. Additionally, an economic model
gain sur l’image (contribution écologique) ; of the profit for a wind energy producer
- Pour les usagers du VE : réduire le coût de recharge selling in the electricity market has been
des batteries. developed. The batteries are integrated into
the model in order to assist the producer
Le travail s’appuie dans un premier temps sur l’étude
statistique des données de la production et de la prévision to minimize the differences between the
éolienne en France et en Allemagne de façon à comprendre estimated production and actual production
et intégrer statistiquement l’incertitude de cette énergie
intermittente dans les études.
Dans un second temps, un modèle d’optimisation du gain
économique pour le producteur éolien en vendant sur les
marchés d’électricité a été développé. Les batteries sont
intégrées au modèle et elles permettent au producteur
de minimiser les écarts entre la production estimée
et la production réalisée.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEUR ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTOR COMPAGNY
Jérôme Adnot
Philippe Rivière Olivier Beaude Renault
Mines ParisTech DREAM-DELTA
7carmen david
University Polytehnica of Bucarest
MISSION EN LABORATOIRE DE RECHERCHE / RESEARCH LABORATORY PROJECT
Besoin en recharge des véhicules Charge
de marchandise : étude de la requirements
compatibilité avec d’autresvéhicules for vehicles used
et bénéfices in merchandise
Par ce projet, on se propose de mettre en évidence la problématique transportation :
d’une activité vitale aux bons développements et fonctionnement des
villes et des agglomérations : le transport des marchandises. Malgré
study of the
roumanie / romania son caractère indispensable, la livraison des marchandises est vue compatibility
— plutôt comme une source des nuisances. Le projet vise à montrer le
véhicule électrique comme une réponse aux enjeux du transport des
with other
marchandises en ville. Une étude bibliographique a été menée pour vehicles
montrer l’état actuel de développement du véhicule électrique, son and benefits
rôle dans la logistique urbaine et les défis qu’il reste à relever. Enfin,
ce projet présente également un modèle d’emplacement optimal des Through this project, we intend
bornes de recharge qui permet de comprendre les problématiques to highlight the issue of a vital
posées par l’utilisation du véhicule électrique dans cette logistique activity for good development and
du dernier kilomètre. functioning of cities and agglome-
rations: the transport of goods.
Despite its essential character,
delivery of goods is seen rather as
a source of nuisance. The project
aims to show the electric vehicle
as a response to the challenges of
freight transportation in the city.
A literature review was conduc-
ted to show the current state of
electric vehicle development, its
role in urban logistics and chal-
lenges that lie ahead. Finally, this
project presents also a model of
optimal deployment of charging
stations in order to understand the
issues raised by the use of electric
vehicles in the last mile logistics..
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Jérôme Adnot Mines ParisTech
8 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Certification des infrastructures Certification
de recharge aux critères des of charging
marques de conformité ZE et EV infrastructures
Ready – phase 2 according to
Développement et validation des infrastructures de recharge conformity
du véhicule électrique avec les partenaires des pays européens
marks : ZE and EV
Cette mission professionnelle se présente comme la continuation du
projet démarré en 2011 qui traite le déploiement des infrastructures Ready - phase 2
de recharge pour les véhicules électriques Z.E. de Renault.
This internship is the follow-up
Il s’agit d’un projet de standardisation et d’évaluation de la conformité of a project initialized in 2011
(autrement dit “ qualification ” ou “ certification ”) des bornes de and studies the deployment
recharge installées. Ce projet implique l’ensemble des protagonistes of charging infrastructures for
de l’électro mobilité et intègre deux marques :ZE READY et EV READY. Renault EVs.
Le but est d’anticiper et de préciser les normes et règlementations
relatives au système de recharge du VE. It’s a project on the standardization
and conformity assessment (ie
Par ailleurs, il s’agit de s’assurer que les bornes de recharge
“qualification” or “certification”)
commercialisées et installées dans les concessions Renault seront
of already installed charging
compatibles avec les VE de Renault et des autres constructeurs
stations. It involves all the
d’automobiles.
protagonists of electro mobility
Livrables : and integrates two labels: ZE
• Définir et diffuser les spécifications techniques de ces deux READY and EV READY. The goal
référentiels complémentaires créés entre Renault et d’autres is to anticipate and precise the
acteurs de l’électro-mobilité. norms and regulations of the
• Accompagner les fournisseurs tout au long du processus de charging systems of the EVs.
qualification aboutissant à la délivrance sous licence des marques
qualités ZE READY et EV READY Otherwise, it’s all about
• Proposer et discuter des évolutions futures des référentiels making sure that the charging
stations commercialized and
installed in Renault dealerships
are compatibles with EVs
from Renault or any other car
manufacturer.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEUR ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTOR COMPAGNY
Jérôme Adnot – Loic Delaitre Philippe Dupuy Renault
Mines ParisTech Direction Gamme Technique VE
9FRANCISCO JONAS CANDIDO DE SOUZA
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
MISSION EN LABORATOIRE DE RECHERCHE / RESEARCH LABORATORY PROJECT
Diagramme de Ragone de source Ragone’s plot of
de stockage d’énergie couplée a coupled storage
Depuis les années 60, le diagramme de Ragone est employé pour energy source
représenter les caractéristiques de puissance et énergie spécifiques
Since the 60s, the Ragone’s
de chaque Source de Stockage d’Energie (SSE). Pour répondre aux
plot has been used to represent
enjeux technologiques, le couplage de plusieurs SSEs a été réalisé
the specific power and energy
pour obtenir des propriétés intermédiaires entre différentes SSEs.
properties of each Energy
Néanmoins, ces SSEs hybrides qui correspondent à des applications
BRÉSIL / BRAZIL Storage Source ( ESS). In
réelles n’ont pas encore jusqu’à présent été illustrées dans le
— response to the technological
diagramme de Ragone. C’est donc ce que nous avons cherché à
challenges, the association of
faire. Afin d’avoir les vrais propriétés, les pertes générées par toute
several ESSs has been realized
l’électronique de puissance permettant la connexion des SSEs ont été
in order to obtain intermediates
prises en compte. Parmi tous les couplages, celui entre les Batteries
characteristics between different
et les Supercondensateurs (SCs) a été plus spécifiquement étudié.
ESSs. Nevertheless, these hybrid
Pour les SCs, une comparaison entre un dimensionnement idéal
ESSs which correspond to real
et un qui prenne en compte les éléments (ex : hacheur) connectés
applications have never been
aux SCs a été menée.
illustrated in the Ragone’s plot.
This is our goal in this work. To
have the real properties, the
losses generated by the power
electronics components that
enable the coupling of ESSs
have been taken into account.
Among all different associations,
the one between the batteries
and the supercapacitors(SCs)
has been more specifically
studied. Concerning the SCs, a
comparison between an ideal
sizing and one that considers the
elements (Ex: chopper) connected
to the SCs has been made.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Walter Lhomme Université de Lille 1
10 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Conception d’une démarche Establishment of a
permettant de réaliser le method to achieve
prédimensionnement d’une preliminary design
machine électrique of an electrical
Les enjeux technologiques ont toujours été présents dans le sport machine
automobile; pour 2014, l’enjeu majeur sera le développement d’un Technological challenges
moteur hybride, ce qui représente un véritable défi pour les motoristes. have always been present in
Ce challenge exige la création d’une nouvelle expertise au sein des motorsports. For 2014, the
motoristes. Dans ce contexte, l’objectif consiste à proposer une main one will be the development
démarche, rapide et efficace, de conception de machine électrique of a hybrid engine, which
que ce soit pour mener des études de sensibilité ou aboutir à une represents a major issue for
conception finalisée. La première étape, essentielle, consiste en la engine manufacturers. This
construction d’une approche analytique qui, à partir des théorèmes stake requires the creation of
a new expertise among engine
de base de l’électromagnétisme, nous permet d’avoir un premier
manufacturers. In this context,
design d’une machine électrique qui répond au cahier des charges the goal is to propose an electrical
imposé. Ensuite, cette machine est optimisée à partir d’un logiciel machine design process, quick
qui combine les équations analytiques et la méthode des éléments and efficient, to enable to lead
finis. Pour pouvoir prendre en compte la saturation, des simulations sensitivity studies or to lead to
éléments finis nous aident à converger vers un design idéal du point final design. The first step is the
de vue électromagnétique. A partir du calcul des pertes, un modèle construction of an analytical
thermique est élaboré. A la fin, toute une démarche permettant de approach based on the basic
réaliser un pré-dimensionnement d’une machine électrique est établie. theorems of electromagnetism.
This enables us to have a first
design of an electrical machine
that meets to the required
specifications. Then, a software
that combines analytical
equations and finite element
method is used to optimize this
first draft. To take into account
the saturation phenomenal,
several simulations based
on the finite element method
help us to converge around an
ideal electromagnetic design.
Regarding the loss calculation, a
thermal model is defined. Finally,
a process that gives us a pre-
sizing of an electrical machine
is established
TUTEUR ACADÉMIQUE TUTEURS ENTREPRISE Entreprise
ACADEMIC TUTOR COMPANY TUTORS compagny
Walter Lhomme Vincent Gaillardot Renault Sport F1
Université de Lille 1 Julien Masfaraud
11gustavo dienstmann
Universidade Federale de Rio Grande do Sul (UFRGS)
Mission en laboratoire de recherche / Research laboratory project
Impacts de l’évolution Permanent magnets cost
du coût des aimants évolution impacts in the
permanents sur la design of traction électric
conception des machines motors
électriques de tractions Permanent magnets allowed a strong evolution
in the field of compact electric machines. This
Les aimants permanents ont permis une évolution growth is linked to the presence of rare earth
forte dans le domaine de la compacité des machines samarium-cobalt family type magnets, and since
brésil / brazil
électriques. Cet essor est lié d’une part à la présence the 1990s mainly to the neodymium-iron-boron
— family. During the past two years, neodymium-
des familles terres-tares de type Samarium-Cobalt
iron-boron prices have experienced a strong
mais tout particulièrement, à partir des années 1990,
increase and exceed samarium-cobalt family
la famille Néodyme-Fer-Bore.
type magnets costs, especially for the ones able
Depuis deux ans, les coûts des matériaux la to withstand high temperatures (>150°C). This
famille Néodyme-Fer-Bore ont connu une très economic situation now pushes the industry
forte augmentation des prix au point d’atteindre et to better use permanent magnets in electrical
même dépasser ceux de la famille Samarium et cela machinery. This project aims to understand and
tout particulièrement pour les aimants supportant synthetize the facts about permanent magnets in
les hautes températures (>150°C). Ces tensions electrical machines. Not only a technical classifi-
cation, but also a cost analysis and some recycling
économiques exacerbent de ce fait l’intérêt sur
aspects are included in the project based on a
les aimants afin de les utiliser au mieux au sein de
large, updated bibliography. Permanent magnets
machines électriques.
allowed a strong evolution in the field of compact
Le projet consiste à la compréhension et synthèse electric machines. This growth is linked to the
de plusieurs facteurs caractéristiques des aimants presence of rare earth samarium-cobalt family
permanents dans le cadre de leur utilisation au sein type magnets, and since the 1990s mainly to
des machines électriques. Outre une classification the neodymium-iron-boron family. During the
past two years, neodymium-iron-boron prices
technique, les questions économiques et de recyclage
have experienced a strong increase and exceed
ont été abordées, basées sur une vaste bibliographie
samarium-cobalt family type magnets costs,
actualisée.
especially for the ones able to withstand high
temperatures (>150°C). This economic situation
now pushes the industry to better use permanent
magnets in electrical machinery. This project aims
to understand and synthetize the facts about per-
manent magnets in electrical machines. Not only
a technical classification, but also a cost analysis
and some recycling aspects are included in the
project based on a large, updated bibliography.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
éric Semail Arts et Métiers ParisTech
12 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Analyse des propriétés Analysis
des aimants permanents pour of Permanent
propulsion de véhicules hybrides Magnets Regarding
et électriques Magnetic
Les machines synchrones à aimants permanents, par leur fort
characterization
rendement et compacité, sont utilisées dans les véhicules hybrides and Material
de la marque Mercedes-Benz. De bonnes qualités pour les aimants Composition for
permanents sont fondamentales pour le fonctionnement de ces
machines. Une vaste variété de tests est réalisée pour pouvoir les Hybrid and Electric
comparer et simuler leur performance dans l’environnement du Vehicles
type machine électrique. Thanks to their compact size and
Ce stage de fin d’études a pour but une analyse complète des high efficiency, synchronous per-
aimants pour les prochaines générations de machines électriques manent magnet machines are cur-
avec pour but de pouvoir comparer les offres des fournisseurs rently used at the Mercedes-Benz
potentiels. La mise en marche d’un nouvel équipement de hybrid cars. It is crucial to employ
mesure, ainsi que l’automatisation du traitement des données the suitable magnets in the motor
des équipements déjà utilisés font aussi partie du projet. Les for the correct functionality. A large
outils et la méthodologie créée servent ainsi pour les prochaines amount of tests is carried out in
générations d’aimants et de machines électriques. order to compare and simulate the
magnets performance in the electric
motor environment.
This final year internship aims to
deeply analyse the permanent
magnets of potential suppliers for
the next motor generation. In the
scope of the project, new mea-
surement equipment was brought
into service, and data treatment
of currently used measurement
equipment has been automated.
Tools and methods applied during
the internship will be used by future
users of the measurement platform.
TUTEUR ACADÉMIQUE TUTEUR ENTREPRISE ENTEPRISE
ACADEMIC TUTOR COMPANY TUTOR COMPAGNY
Éric SEMAIL Florian Lampmann DAIMLER (Germany),
Arts et Métiers ParisTech R&D
13kaoutar ghalab
Arts et Métiers Meknes
Mission en laboratoire de recherche / Research laboratory project
Lien entre le travail collaboratif Collaborative
et l’Analyse de Cycle de Vie work in the
Les constructeurs automobiles, comme Renault, sont amenés à Life Cycle
évaluer en continu l’impact environnemental de leurs véhicules. Assessment
L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) est l’outil par excellence pour
quantifier l’empreinte environnementale d’un produit donné. La studies
pratique de l’ACV nécessite l’acquisition de toutes les données
The car manufacturers, such as
relatives aux différentes phases du cycle de vie et demande par la
Maroc / morocco Renault, estimate and quantify
suite un travail collaboratif important. Afin de mettre en évidence la
— continuously the environmental
démarche collaborative et ses avantages, le rapport suivant traite
impacts of their vehicles. The
l’état de l’art des différentes relations pouvant exister interentreprises
Life Cycle Assessment (LCA) is
ainsi que la place de la collaboration dans les études ACV.
the tool suited to quantify the
environmental footprint of a given
product. The practice of LCA re-
quires the acquisition of all the
data relative to the various phases
of the life cycle and demands an
important collaborative work. To
bring to light the collaborative
approach and its advantages, the
following report treats the state
of art of the various relations that
can exist between companies as
well as the role of the collabora-
tion in the LCA studies.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Adélaïde Ferraille Ecole des Ponts ParisTech
14 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
ZOE Z.E. meilleure performance ZOE Z.E.
ACV, forces, faiblesses et the best LCA
opportunités performance ,
Renault déploie d’importantes ressources pour le développement strengths,
des véhicules électriques. Elle développe un nombre important weaknesses &
d’innovations technologiques permettant une optimisation intelligente
de l’énergie consommée en roulage afin de garantir par la suite plus opportunities
d’autonomie au conducteur. ZOE Z.E est le modèle par excellence de Renault deploys enormous re-
l’innovation Renault. Equipée d’un ensemble de nouvelles technologies sources for the development of
dites « Range Optimizer»*, elle bénéficie d’une optimisation de electric vehicles. It develops a
l’autonomie réelle, quelles que soient les conditions de roulage. significant number of technolo-
L’objectif de mon stage est d’évaluer, par l’Analyse de Cycle de Vie, les gical innovations, which allow
bénéfices environnementaux de ces technologies innovantes au-delà an intelligent optimization of
de leurs apports en autonomie. Le fruit de ce travail pourrait servir the energy consumed in rolling
comme support de valorisation de ZOE. Il représentera également to guarantee afterward more
une base de bonnes pratiques pour la réalisation des ACV d’autres kilometers to the driver. ZOE
technologies innovantes chez Renault. Z.E is the model of Renault’s
innovations. Equipped of a set
* Range Optimizer : pompe à chaleur, freinage récupératif de nouvelle of technologies « Range Optimi-
génération, pneu Michelin Energy EV et l’éco-conduite. zer»*, it benefits from an optimi-
zation of the autonomy, whatever
are the conditions of rolling.
The aim of my internship is
to evaluate, by the Life Cycle
Assessment, the environmen-
tal profits of these innovative
technologies. The results of this
work can serve as a support of
valorization of ZOE. It will then
represent a base of best practices
for the future LCA studies of other
Renault’s innovative technologies.
*Range Optimizer: heat pump,
Michelin tire ‘Energy EV’, new
generation of regenerative bra-
king system and the eco-driving.
TUTEUR ACADÉMIQUE TUTEUR ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMIC TUTOR COMPANY TUTOR COMPAGNY
Adelaïde Ferraille Mélanie Pelissard Renault
Ecole des Ponts ParisTech DIMAT
15shraman gupta
Punjab Engineering College (PEC) - Chandigarh
MISSION EN LABORATOIRE DE RECHERCHE / RESEARCH LABORATORY PROJECT
Commande par correcteurs Control of single
résonnants d’un chargeur phase charger
monophasé connecté au réseau by resonant
Le véhicule électrique s’impose comme une solution stratégique pour controllers
affronter l’un des plus grands défis de notre avenir énergétique :
In today’s world, electric vehicle
l’impact des transports sur l’environnement. Dans ce rapport, nous
presents one of the strategic solu-
étudions l’impact du chargeur monophasé sur le réseau. Dans
tions to upcoming environmen-
inde / india ce contexte le passage du système monophasé vers un système
tal problems which include the
— biphasé s’avère nécessaire. Afin de trouver une bonne méthode
impact of transportation system
d’asservissements des grandeurs sinusoïdales et de compensation
on environment. In this laboratory
des harmoniques, une comparaison entre l’asservissement avec le
internship, the impact of single
correcteur PI et le correcteur résonnant a été faite. Ainsi nous avons
phase charger on grid systems
réalisé le réglage du correcteur résonnant à partir de deux critères
is studied and a brief compari-
(Critère de Naslin et Critère de Marge Généralisé de Stabilité) et des
son is done for single phase to
simulations sous MATLAB/Simulink..
two phase techniques. In order
to have input current as sinusoi-
dal wave and compensation of
harmonics, a brief comparison
is studied between PI controllers
and resonant controllers. Also, a
study for adjusting the parame-
ters of resonant controllers was
done using two criteria (Naslin
and Stability Margin Criteria) and
simulations were carried out using
MATLAB/Simulink tool.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Xavier Kestelyn Arts et Métiers ParisTech
16 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Pré-dimensionnement du Pre-designing
convertisseur à résonnance of high frequency
haute-fréquence pour resonant converters
le chargeur du véhicule for Electric vehicle
électrique battery chargers
Les chargeurs de batteries intégrés au groupe motopropulseur With the development of low cost electric
(Batterie ou moteur électrique) participent au coût du véhicule vehicles, the systems of batteries char-
électrique. Le système de recharge s’effectue sur un réseau gers is integrated under “groupe moto-
domestique (8A efficace) ou sur Wall Box (de 8A à 63A propulseur” (Battery or Electric motor).
par phase). Le sujet du stage “ Pré-dimensionnement du This charging system is done with the
convertisseur pour le chargeur du véhicule électrique ” single phase grid of 8A (rms) or with a
concerne des chargeurs embarqués dans le véhicule Wall Box (8A – 63A per phase).The topic
électrique, se branchant sur des prises monophasées, of this internship “Pre-Designing of Power
notamment des prises domestiques. Ce rapport présente une Converters for Electric vehicle battery
étude sur un convertisseur, capable d’assurer cette fonction chargers” talks about the electric vehicles
de recharge tout en assurant une isolation galvanique entre ON-Board chargers from single phase grid
le secteur et la batterie du véhicule. particularly for the domestic applications.
This report presents the study on struc-
L’objectif de ce stage est de faire un pré-dimensionnement
tures which assure the charging of elec-
des différents types de convertisseurs. On étudie d’abord
tric vehicles with the galvanic isolation.
une méthodologie du dimensionnement, puis un pré-
dimensionnement des éléments actifs (Interrupteurs, diodes) The objective of this internship is to do
et des éléments passifs (Self, Capacitance, Transformateur) predesigning of different types of conver-
en vue d’établir la faisabilité du convertisseur. Le rendement, ters. Firstly the designing methodology
la puissance transférée et les harmoniques réseaux sont les was studied and then pre-designing of
principaux critères du dimensionnement global. active elements (Switches, Diodes) and
passive elements (Self, Capacitance,
Logiciels: LTSpice, MATLAB/Simulink, State flow chart. Transformer) was done to establish the
feasibility of the converter. Apart from
designing of resonant converters, an
estimated look is given to the design of
transformer and choice of switches to be
used in this topology. Efficiency, power
transferred and the harmonics were the
important criteria of this design study.
Tools: LTSpice, MATLAB/Simulink, State
flow charts.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEURS ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTORS COMPAGNY
Philippe Degobert Christophe RIPOLL Renault
Xavier Kestelyn DIM DGMPE
Arts et Métiers ParisTech
17IULIANA ANDREEA IORDACHITA
UNIVERSITATEA TEHNICA GHEORGHE ASACHI IASI
MISSION en laboratoire de recherche / Research laboratory PROJECT
Commande par correcteurs Resonant control
résonants d’un convertisseur de of a three-phase
courant triphasé utilisé current converter
en chargeur rapide used for Electric
pour Véhicule Electrique Vehicle fast
Malgré tous les points forts du véhicule électrique, l’utilisation charger
roumanie / romania croissante de cette technologie va avoir des conséquences négatives Despite all strengths of electric
— dans l’avenir, notamment sur le système de distribution électrique, vehicle, the strong usage of
comme la pollution harmonique. Dans cette optique, l’étude du this technology can lead to
chargeur connecté au réseau présente un grand intérêt. negative consequences in future
Afin d’assurer l’asservissement des grandeurs alternatives fournies specially concerning the electrical
par le système électrique et la compensation des harmoniques, nous distribution system, such as the
avons analysé les techniques spécifiques d’asservissement du courant. harmonic pollution. Keeping in
mind this motive, the on board
Ainsi, le but de ce stage était la réalisation d’un bon réglage du chargers is a subject of high
correcteur résonant avec les meilleures performances pour obtenir interest.
le facteur de puissance unitaire et rejeter les harmoniques en The current controlling techniques
utilisant le logiciel MATLAB/Simulink comme moyen numérique de were analysed which assured
test et de validation. the control of the sinusoidal
parameters and harmonic
compensation.
The objective of this laboratory
internship was to do adjusting
of the parameters of resonant
controllers with respect to the
performance in order to obtain
unity power factor and to reject
harmonics. The simulations
were conducted using MATLAB/
Simulink tool as a numeric tool for
testing and validating purposes.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Xavier Kestelyn Arts et Métiers ParisTech
18 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Étude de la sollicitation des Study of the
composants d’un chargeur components stress
de batterie pour Véhicule of low cost battery
Électrique charger for Electric
Le chargeur de batteries monophasé de 6KW pour le véhicule Vehicle
électrique a été conçu de façon à avoir le meilleur compromis The 6 kW battery charger for electric
poids/performances/coût. Cet organe doit répondre à la fois vehicle has been designed to reach
aux exigences du réseau électrique et à celles de l’industrie weight/performance/cost criterias.
automobile. De plus les contraintes liées à l’environnement This equipment should meet both the
du chargeur et à sa sécurité ont été prises en compte lors requirements of the electrical grid and
du processus de conception. those of automobile industry. Many
Au niveau de l’étage de puissance, nous avons remarqué environmental and security issues
aux bornes de certains composants l’existence d’un have been considered during the design
phénomène de résonance de tension haute fréquence et process.
de forte amplitude. The design team noticed that some of
its components created a high frequency
La première partie du projet est bibliographique et and high amplitude resonance voltage at
porte sur l’étude des éléments du circuit qui permettent each level of the power stage.
l’amortissement de ces oscillations, ou l’écrêtage de la
tension ou les deux. De cette manière les fluctuations de The first objective of this project was to
la tension et du courant sont controlés, le stress dans les do a brief study of circuit elements, which
semiconducteurs diminue et donc leurs performances led to damped oscillations or voltage
augmentent. clipping. In this way, the voltage and
current fluctuations can be controlled in
Dans un second temps, certaines structures ont été order to reduce the stress in the semi-
simulées pour valider leur principe de fonctionnement, leurs conductors, thus increasing its overall
performances et les dissipations de puissance associées. performance.
Enfin, cette étude s’est poursuivie par des essais sur In the next step, some of the structures
maquette et par la validation des résultats. were simulated to validate its principle as
well as its performance and associated
Livrables :
power losses. Finally, this study was
• Document de justification des circuits d’aide
continued by prototype testing and the
à la commutation
validations of these results.
• Méthode de dimensionnement de ces circuits
• Fichiers de simulation
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEURS ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTORS COMPAGNY
Philippe Degobert Olivier Reyss Renault
Xavier Kestelyn Paul Leteve DIM DGMPE
Arts et Métiers ParisTech
19michel malnoe
enim
MISSION professionnelle / professionnel PROJECT
Recherche d’une solution Search of an
de moteur électrique pour une electric range
gamme de propulseurs de bateaux motor solution
sans réducteur mécanique for ships
dans la gamme 4 à 10 kW propulsion without
En Dans le cadre de la propulsion électrique des bateaux le besoin mechanical gear
france de propulseurs compacts, fiables et silencieux dans la gamme de in the range
— puissance de 4kW à 10 kW est ressenti.
4 to 10 kW
Le marché propose des moteurs hors-bords à base de moteurs
électriques rapides accouplés à des réducteurs mécaniques, In the context of electric boat
insatisfaisants en terme de bruyance, de maintenance et de fiabiolité. thrusters, the need of compact,
Ce document évalue la possibilité de remplacer le réducteur mécanique reliable and quiet motorization in
par un réducteur magnétique par l’analyse de la construction d’un the range of 4kW to 10 kW is felt.
moteur concurrent, la modélisation d’un réducteur magnétique The market offers outboards
coaxiale, puis le couplage de ces résultats dans un modèle de based on rapid electric motors
motoréducteur magnétique. Les outils utilisés sont conjointement coupled to mechanical gearboxes,
FEMM, MatLab et Excel. unsatisfactory in terms of
loudness, maintenance and
Le résultat montre la possibilité d’une telle réalisation innovante, en reliability.This paper assesses
laissant en suspend les interrogations sur le bruit et le rendement the feasibility of replacing gear
que seule la réalisation d’une maquette pourra lever. box by a magnetic one, analyzes
the construction of a competing
engine, the modeling of a coaxial
magnetic fear and the coupling
of these results in a model of
magnetic gear motor. The tools
used are jointly FEMM, MatLab
and Excel.
The result shows the possibility of
such an innovative achievement,
leaving in abeyance the questions
about the noise et the efficiency
that only the realization of a model
may raise.
TUTEUR ACADÉMIQUE TUTEUR ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMIC TUTOR COMPANY TUTOR COMPAGNY
éric sEmail Yannick Wileveau Naviwatt
Arts et Métiers ParisTech
20Arts et Métiers ParisTech - Plateforme énergies réparties
safia nabil
arts et métiers meknes
MISSION
MISSION en
EN laboratoire
LABORATOIRE de
DE recherche
RECHERCHE // Research laboratory PROJECT
RESEARCH LABORATORY PROJECT
Étude de l’influence de l’Interface- Study of Human
Homme Machine sur la Charge Machine
Cognitive de la Conduite Interface
Les technologies d’information et de communication sont en influence on
augmentation continue dans les véhicules routiers. Ils permettent cognitive load
d’assister l’utilisateur dans la tâche principale de conduite et de
mettre à sa disposition plusieurs autres fonctionnalités. Cependant, while driving
Maroc / morocco ajoutées à la complexité de la conduite, ces technologies peuvent
The technologies of information
— induire le conducteur dans une situation de surcharge cognitive. De
and communication are
plus, ils peuvent représenter une source de distraction si utilisés
increasing continuously in the
pendant la conduite. Il est donc nécessaire de trouver un moyen
road vehicles. Their role is to
d’intégrer ces technologies et leurs interfaces de communication
assist the user in the main task
avec le conducteur de manière à ne pas constituer un danger pour
of driving and to provide him with
la sûreté de la conduite.
several other features. However,
added to the complexity of the
driving, these technologies can
lead the driver in a situation of
cognitive overload. Furthermore,
they can represent a source of
entertainment if used during
the driving. It is thus necessary
to find a means to integrate
these technologies and their
communication interfaces with
the driver without it constitute a
danger for the safety of the driving
and the driver.
TUTEUR ACADÉMIQUE LABORATOIRE
ACADEMIC TUTOR LABORATORY
Bruno MONSUEZ ENSTA ParisTech
22 MISSION PROFESSIONNELLE / PROFESSIONAL PROJECT
Etude et validation Study and validation of
des IHM multimédia VE the EV multimedia HMI
de la nouvelle gamme for the new range
de véhicules Renault of Renault vehicles
Le véhicule électrique (VE) constitue un véhicule d’avenir. The electrical vehicle (EV) constitutes
Il offre une accélération dynamique, un couple puissant a vehicle of future. It offers a dynamic
et une vitesse de croisière atteinte sans effort. Par acceleration, a powerful couple and a
ailleurs, il représente une réponse aux problématiques cruising speed reached effortlessly. Besides,
liées à l’environnement du fait qu’il ne génère aucune it is an answer to problems related to the
émission de CO2 lors de son utilisation. Cependant, environment because it doesn’t generate
any CO2 emissions during its use. However,
malgré le fait que le VE soit adapté à la majorité des
despite the fact that the EV is adapted to the
trajets quotidiens, les utilisateurs restent réticents majority of the daily routes, the users remain
vis-à-vis de cette technologie, principalement pour son reluctant towards this technology, mainly for
utilisation particulière, son autonomie très limitée, son its particular use, its limited autonomy, its
temps de charge, etc. charging time, etc.The multimedia system
Le système multimédia représente une manière in vehicles represents a way of assisting
the driver in its main task in particular by
d’assister le conducteur dans sa tâche principale,
the navigation, the voice commands or
notamment par la navigation, les commandes vocales the vehicle settings. In the EV case, and
ou les réglages du véhicule. Dans le cas du VE, et afin to encourage its use, it will have the role to
d’encourager son utilisation, il aura, entre autres, le manage the differences of use with regard
rôle de gérer les différences d’utilisation par rapport à to a thermal vehicle. Therefore, Renault gives
un véhicule thermique. De ce fait, Renault donne une a big importance for the development of the
grande importance au développement des systèmes multimedia systems for EV, by considering
multimédia pour VE, en considérant la précision des the precision of the information and their
informations et leurs variétés. varieties.
My Projects joins this idea and has for a first
Mon stage s’inscrit dans cette optique et a pour premier
part the definition of the EV specifications
rôle la définition des spécifications IHM VE pour le for Renault’s new multimedia system. For
nouveau système multimédia Renault. Pour ce faire, je this purpose, I based myself on a study of
me suis basée sur une étude d’analyse de la concurrence Benchmarking to compare Renault’s vehicles
pour comparer les véhicules Renault avec les autres to the other manufacturers and on a study
constructeurs et sur une étude de User-Centered Design of User-Centered Design to consider during
afin de considérer lors de la conception l’avis et les the design the opinion and the needs of the
besoins de l’utilisateur. En seconde partie, j’ai eu pour user. In the second part, I had for object to
objet de définir une méthodologie d’automatisation des define a methodology for the automation of
EV validations for the multimedia systems.
validations IHM VE pour les systèmes multimédia. En
Indeed, the validation represents an important
effet, la validation représente une tâche importante et and repetitive task and the automation would
répétitive et l’automatisation permettrait d’optimiser allow to optimize the resources and the time
les ressources et le temps nécessaire à cette tâche. necessary for this task.
TUTEURS ACADÉMIQUES TUTEUR ENTREPRISE ENTREPRISE
ACADEMICS TUTORS COMPANY TUTOR COMPAGNY
Adriana TAPUS Marie-Laure PIEDNOIR Renault
Bruno MONSUEZ DIV DIESE
ENSTA ParisTech
23Vous pouvez aussi lire
