2021-2022 / MECA0527-1

Electric, hybrid and fuel cell vehicles

Durée

30h Th, 10h Pr, 5h Labo., 15h Proj.

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil électromécanicien, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité5 crédits 
 Certificate in sustainable automotive engineering5 crédits 

Enseignant

Pierre Duysinx, Johan Gyselinck

Coordinateur(s)

Pierre Duysinx

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Face aux défis environnementaux et de mobilité du 21ème siècles les motorisations électriques hybrides et à pile à combustible prennent une importance considérable. Le cours a pour objet d'étudier, d'analyser, de comparer et de concevoir les différents systèmes de propulsion alternatifs aux moteurs à pistons et aux carburants pétroliers dans les véhicules routiers, ferroviaires. Une attention particulière sera portée à l'évaluation des impacts environnementaux et économiques (consommation, émissions, bruit, recyclabilité, LCA...)
Le cours abordera successivement les thèmes suivants:




  • Introduction aux défis énergétiques et environnementaux du 21ème siècle et à leur interaction avec les systèmes de propulsion
  • Choix d'une motorisation: critères et méthode de sélection
  • Moteurs à combustion interne: principes de base et courbes de performance
  • Moteurs électriques: technologies, électronique de puissance et de contrôle, courbes de performance
  • Chaines de traction électriques et hybrides, architectures et composants
  • Rappels du calcul des performances des véhicules
  • Mesures de consommation et d'émissions
  • Systèmes de stockage de l'énergie pour véhicules: Batteries, supercapacité, volants d'inertie
  • Véhicules hybrides: définitions et principes de fonctionnement
  • Véhicules hybrides séries et parallèles: dimensionnement
  • Véhicules hybrides plug-in
  • Les piles à combustibles et le carburant hydrogène
Les exercices et travaux pratiques s'articulent autour du projet Shell Eco Marathon de l'ULG ou d'études portant sur des sujets d'actualité.
 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

  • L'objectif du cours est d'introduire les principes des systèmes de propulsion alternatifs basés principalement sur la traction électrique. Les étudiants abordent les principes de fonctionnement, le choix et la caractérisation des systèmes de propulsion ainsi que des composants.
  • Etre capable de comprendre les caractéristiques des systèmes de propulsion alternatif (électriques, hybrides, hydraulique...)
  • Etre capable de sélectionner les composants d'un système de propulsion alternatif.
  • Etre capable de faire un programme sur ordinateur pour faire un prédimensionnement d'un véhicule EV ou HEV
  • Etre capable de lire, comprendre et exploiter des articles scientifiques du domaine.
  • Etre capable de réaliser un programme MATLAB permettant de calculer les performances et la consommation d'un véhicule électrique ou hybride et d'en réaliser le dimensionnement préliminaire
 

Savoirs et compétences prérequis

Thermodynamique Appliquée. Moteurs à combustion interne, Convertisseurs d'énergie électrique.
Programmation et résoudre des problèmes sous MATLAB ou PYTHON ou un langage équivalent
 

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

  • Exercices sur ordinateur (Matlab - Simulink / Python)
  • Séances de laboratoire (banc à rouleaux, banc pile à combustible)
  • Recherche de documentation
  • Etude de cas
  • Séminaires dispensés par des industriels et des spécialistes
 
 

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel


Explications complémentaires:

Le cours est dispensé au premier quadrimestre entre le 16 septembre au 16 décembre à raison d'une séance par semaine. (13 séances de 4 heures). Les exposés sont complétés par des exercices au tableau, deux séances de laboratoire et un travail sur ordinateur.
Séminaires industriels en présentiel ou en visio.
Examen en janvier.
 

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

  • Copie des transparents (en anglais) disponibles sur le site du service www.ingveh.ulg.ac.be
  • Copies d'articles et de livres
Reference essentielle:


  • M. Ehsani, Y Gao, S. Gay and A. Emadi. Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles. Fundamentals, Theory, and Design. CRC Press 2005.
References addtionnelles:


  • Les véhicules hybrides. Des composants au susytème. Ouvrage sous la direction de François Badin Edition Technip, Paris, 2013
  • A. Emadi. Advanced Electric Drive Vehicles. CRC Press. Taylor and Francis, 2015
 

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale

Travail à rendre - rapport


Explications complémentaires:

 


  • Examen oral de théorie et d'exercices. Les étudiants peuvent disposer d'un résumé de 8 pages recto verso écrites à la main.
  • Evaluation du mini projet incluant un travail sur ordinateur
  • Rapports de laboratoire.
  • La participation à 60% des séminaires est nécessaires pour passer l'examen.
 
 

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours est dispensé les mardis matins du premier quadrimestre (15 septembre - 20 décembre). Examen en janvier.

Contacts

Pierre Duysinx, LTAS - Ingénierie des Véhicules Terrestres Institut de Mécanique et de Génie Civil, Bât B52 Allée de la Découverte, 13A, 4000 Liège Téléphone : +32 4 366 9194, Fax : +32 4 366 9159, Courriel : P.Duysinx@uliege.be