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E. Batterie
Nous présentons une des voies technologiques possibles
d’alimentations embarquées. Il s’agit des batteries utilisées
dans tous les véhicules hybrides actuels.
Les types de batteries choisies sont les batteries nickelhydrure de métal, elles possèdent des performances
massiques et volumiques très supérieures aux technologies à
base de plomb ou de cadmium et on profite du
développement de l’électrode à base de nickel utilisée pour
les batteries Ni-hydrogène développé pour les applications
spatiales. Ce type de batterie, dans sa version traction, à
équipe principalement les véhicules des constructeurs
japonais comme la Toyota Prius.
Le modèle de batterie utilisé [4] est simplement une source
de tension contrôlée en série avec une résistance interne
mais il reproduit exactement les courbes de charge et de
décharge de la plupart des types de batteries, c’est un modèle
dynamique et paramétrable.
Le schéma suivant illustre le circuit équivalent du
modèle dynamique :

catégorie, à des compatibilités entre les tensions des sources
et des récepteurs. Ce problème sous-entend la présence à
bord des véhicules électriques de convertisseurs
électroniques dont le rôle est de lever les incompatibilités de
fonctionnement.
30 kW

20 kW
Conversion
AC/DC

Génératrice

K1

Cbus

20 kW
L

50 kW
Batterie

Conversion
AC/DC

Moteur

K2
Conversion DC/DC

Figure 7 : System de traction électrique d’un véhicule hybride.

Deux types de conversions sont utilisés dans la partie
traction électrique du véhicule hybride :
1.

Un Convertisseur AC/DC (Redresseur)

Un redresseur est utilisé en sortie de la génératrice pour
convertir la tension triphasée alternative en tension continue.
Un convertisseur est également utilisé pour convertir le
courant continu en courant alternatif triphasé pour alimenter
le moteur.
2. Un Convertisseur DC/DC (Hacheur)

Figure 6 : Un model de batterie générique paramétrable.

Ebatt = Tension non linéaire (v), E0 = Tension constante
(v) Exp(s)= Dynamique exponentielle de zone (v)
Sel(s)= Représente l’état de la batterie. Sel = 0 pendant la
décharge, Sel = 1 pendant la charge.
) ou résistance
K= Constante de K = de polarisation(
de polarisation (ohms).
TABLE I : L’expression mathématique (

Le véhicule hybride abrite une batterie de (20 kW) d’où
la nécessité d’avoir un convertisseur DC/DC pour permettre
Type de
batterie
NiMetal Hydrure

L’état

(
(

La Table 01 récapitule les expressions mathématiques
utilisées comme fonctions (
) de charge et de décharge
respectivement pour la batterie nickel-hydrure de métal.
F. Convertisseurs
Dans la plupart des véhicules hybrides, on se trouve
confronté à la compatibilité des sources d’énergie à courant
continu et à courant alternatif, et à l’intérieur d’une même

)

(
(
(

| |

< 0)

)

i*= Dynamique du courant en basse fréquence (A).
i= Courant de batterie (A),
it=Capacité extraite (Ah),
Q=Capacité maximum de batterie (oh)
A= Tension exponentielle (v),
),
B= Capacité exponentielle (
L = Laplace

L’expression mathématique

)
)

> 0)

(

)

d’augmenter la tension de 202 V à 500 V. La puissance en
entrée et en sortie du convertisseur est de 20 kW. La tension
du bus DC aux bornes du condensateur est régulée à
500V.[6]
Tous les convertisseurs utilisés sont bidirectionnels de
façon à permettre au courant de circuler dans les deux sens
selon le mode de fonctionnement utilisé (freinage ou
traction).