Analyse hydro-thermique par simulation numérique du système de puissance WATT

29/10/2013

Le groupe PVI, leader de la traction électrique pour véhicule industriel, a mené depuis plusieurs années un ambitieux programme de développement portant sur une cinématique 100% électrique appliquée aux bus urbains, dénommé WATT System. Celui-ci permet à un bus standard équipé d'une motorisation électrique de bénéficier d'une autonomie illimitée, par des charges ultra rapides à chaque arrêt pendant les descentes et montées des passagers.

Le dispositif de stockage et de transfert d'énergie est un "totem" intégré dans le paysage urbain existant, à côté de l'abribus ou intégré à celui-ci. Il est alimenté par le réseau électrique basse tension disponible partout en ville, qui charge les super-capacités dont il est équipé.

A chaque arrêt, le bus va se connecter de manière automatique et rapide au totem. Le transfert d'énergie électrique s'effectue en quelques secondes, il donne l'autonomie nécessaire au trajet inter-station. Le bus est alimenté en énergie par les super condensateurs embarqués, il parcourt la distance nécessaire jusqu'au prochain arrêt, grâce à l'énergie emmagasinée.

 

Dans l'étude réalisée par Andheo, on s'est intéressé au système embarqué fournissant au bus l'ensemble de l'énergie électrique nécessaire :

  • au roulage,

  • à la climatisation,

  • à la direction,

  • au compresseur d'air...

Il s'agit d'une plaque en aluminium sur laquelle sont fixés les différents modules électroniques. La plaque est refroidie par un écoulement liquide circulant dans des canaux internes. L'objectif était de simuler le cycle thermique dans la plaque, afin d'obtenir les températures maximales relevées au niveau des modules électroniques. Un cycle de fonctionnement est constitué de la répétition, une trentaine de fois, d'un cycle de base d'une durée de 80s, correspondant au trajet du bus entre deux arrêts.

 

La simulation a montré une circulation satisfaisante du liquide dans les canaux de refroidissement. Elle a mis en évidence quelles branches étaient les mieux alimentées, et par conséquent quelles zones de la plaque étaient les mieux refroidies.

PVI a pu visualiser les cartographies de température dans la matière, mais également suivre l'évolution temporelle des températures moyenne et maximale non seulement globalement dans la plaque, mais surtout localement au niveau de la surface de contact avec chaque module électronique.

 

 

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