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La problématique

Etudier les possibilités d’amélioration du rendement de l’alternateur ou de l’alterno-démarreur afin d’économiser du carburant et de diminuer les émissions de CO2.

Résumé

La multiplication des équipements automobiles et l’augmentation progressive de leur électrification a contribué à une part significative de la consommation globale réelle du véhicule. La conséquence de ce phénomène explique le renforcement des dispositifs de production et de stockage de l’énergie électrique, à savoir alternateurs et batteries. L’objet de ce projet est donc : comment améliorer le rendement de l’alternateur ou de l’alterno-démarreur pour économiser du carburant et diminuer les émissions de CO2.

L’analyse de la consommation de carburants d’un véhicule sur des cycles urbain et autoroutier montre que le gain en consommation est directement lié à la réduction des pertes ; ainsi il est très important pour les alternateurs de puissance moyenne et de forte puissance de réduire les pertes afin de diminuer la consommation en carburant.

Objectifs du projet

- Une amélioration significative du rendement de la production de l’énergie électrique.

- De mettre le plus rapidement possible au fil de l’eau, sur le marché ces solutions d’amélioration de rendement.

- D’étendre la gamme existante dans le domaine des machines de forte puissance et de fort couple n’existant pas aujourd’hui

- De rester dans le cadre de solutions présentant une équation technico-économique favorable à la production de masse

- De développer un outil de conception de machine permettant d’améliorer les délais de conception.

Les participants

VALEO Systèmes électriques

CEDRAT

Laboratoire d'Électotechnique de Grenoble (LEG)

LEC

Contribution du LEC

L’apport du LEC est essentiellement dans la détermination des paramètres de la machine à griffes. La connaissance de ces paramètres est indispensable pour optimiser les fonctions de démarrage et de production d’électricité. Il est donc proposé dans le cadre du projet de développer un banc spécifique de mesures permettant de valiser les modèles utilisés dans le dimensionnement optimal. La phase expérimentale est très importante dans ce projet pour bien répondre au problématique posée.

Dans le cadre de ce projet le laboratoire s’est doté d’un banc de test machines grande vitesse 40000 trs/min. Ce banc est un équipement lourd de caractérisation de machines haute performances et grande vitesse.

La solution qui était adopté pour la réalisation de ce banc est d’utiliser un banc existant disponible au sein du Laboratoire d’électromécanique de Compiègne (L.E.C) dont les performances sont limitées à 10000 trs/min et de lui adjoindre un multiplicateur de vitesse d’un rapport 4 permettant d’atteindre ainsi 40000 trs/min.

Les retombées

Meilleure compréhension des phénomènes dans les machines TGV

Aller vers une rupture technologique de l’ensemble des alternateurs automobiles

Principales publications

	A. Gimeno, G. Friedrich, K. El Kadri Benkara «Experimental and numerical evaluation of iron losses in a claw pole car generator» Conférence IEEE ICEM 2010 (International Conference on Electrical Machines), Rome, Italy, 6-8 Septembre 2010.
	A. Gimeno, S. Vivier, G. Friedrich «Improvement of an automotive alternator using the Experimental Design Method» Conférence IEEE IEMDC 2009 (International Electric Machines and Drives Conférence), Miami, Floride, USA 3-6 Mai 2009.
	A. Gimeno, G. Friedrich «Application of the VDA standard for the comparison and losses reduction of high efficiency car alternators» MELECON 2008 978-1-4244-1633-2/08/.00 ©2008 IEEE, Congress Melecon’2008 5-7 May 2008 Ajaccio (France).
	A. Gimeno «Optimisation d’un alternateur par la méthode des plans d’expériences» JCGE’08 LYON, 16 et 17 décembre 2008.