Modélisation et analyse d'un système de gestion thermique pour véhicule électrique

Abstract

En climat nordique, la gestion thermique des véhicules électriques est un élément essentiel à l'acceptabilité du véhicule. II importe de développer un système de chauffage énergiquement efficace pour ne pas accaparer la puissance des accumulateurs électriques servant à propulser le véhicule et ainsi réduire son autonomie. Le système envisagé doit procurer un confort et une sécurité auxquels les automobilistes sont habitués. Un système de gestion thermique comprenant un régénérateur et une thermopompe couplée à un accumulateur thermique a été développé par le Groupe Énerstat de Sherbrooke. Ce système permet le chauffage et la climatisation de l'habitacle, de même que le refroidissement des accumulateurs électriques. Le développement de ce système est rendu à la phase d'essai sur route et les résultats sont encourageants. Cette étude porte sur la modélisation et l'analyse de ce système. Un modèle numérique basé sur un principe modulaire décrivant un important système d'équations non-linéaires a été élaboré. Diverses méthodes (différences finies, modélisation semi-empirique, équations algébriques) sont utilisées pour modéliser les différentes composantes du système. Le modèle permet de prédire les pressions d'opération de la thermopompe, les pertes de charge et les puissances thermiques transférées. Une analyse a été réalisée pour observer l'influence de certains paramètres (température extérieure, température de surchauffe, présence de la valve d'inversion, ...) sur les performances du système. Les résultats du modèle, validés par des essais expérimentaux, démontrent, entre autres, que le coefficient de performance du système atteint des valeurs supérieures à 4 et augmente en fonction d'une diminution de la température extérieure.