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Université de Stuttgart : Système de propulsion hybride pour l’avion e-Genius

Figure 1 : L’avion électrique e-Genius en vol.

Le 13 juin 2017 : L’avion électrique « e-Genius » développé et construit à l’Université de Stuttgart sera équipé d’un moteur hybride à haut rendement, issu d’un nouveau projet de recherche. Ceci permet d’intégrer le nouveau profil à faible résistance de l’avion électrique spécialement développé avec des fonctionnalités comme le ravitaillement rapide et une autonomie augmentée obtenue grâce à un moteur thermique auxiliaire combiné à un générateur. L’objectif de ce projet de recherche est de développer un avion particulièrement efficace avec une consommation en carburant de moins de 3.0 litres aux 100 km à une vitesse de croisière de 170 km/h.

Le système de propulsion relativement complexe comportant un moteur électrique, des batteries, un générateur et un moteur thermique ne doit pas stresser davantage le pilote que les systèmes existants. De ce fait, l’équipe développe une commande « à levier unique » : Le pilote spécifie la propulsion désirée pour l’hélice et la MicroAutoBox de dSPACE décide de façon autonome de puiser dans l’énergie de la batterie ou de solliciter le moteur à combustion. Le système de batterie agit non seulement comme système de stockage d’énergie mais également en tant que tampon pour la différence entre la puissance demandée du moteur à propulsion et la puissance générée par le moteur thermique. Il est ainsi possible d’exploiter l’avion électrique hybride de différentes manières.

Figure 2 : Architecture système du système de propulsion électrique hybride.

Les recherches actuelles à l’université de Stuttgart se concentrent sur l’optimisation des modes de fonctionnement permettant de diminuer la consommation de carburant et de prolonger la vie de la batterie. Les algorithmes développés peuvent être testés tôt grâce à la simulation dans MATLAB®/Simulink® et ensuite être directement transférés vers la MicroAutoBox de dSPACE. La MicroAutoBox installée dans l’e-Genius peut être utilisée pour tester les algorithmes dans l’avion réel. De plus, elle peut être utilisée pour tester les fonctions garantissant que le nouvel avion est adapté à une utilisation quotidienne. Par exemple, une fonction « look-ahead » sera implémentée et permettra au pilote de spécifier l’état de charge que la batterie devra avoir à l'atterrissage. De cette façon, il est possible d’atterrir avec un certain niveau de charge. Il peut être nécessaire d’effectuer un démarrage avec la batterie seule et de décoller immédiatement après avoir atterri. La MicroAutoBox de dSPACE assure de manière entièrement automatisée que le niveau de charge désiré soit atteint.

Ingmar Geiss, Chef de projet adjoint e-Genius, Université de Stuttgart, Allemagne 

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