Daniel GALVIS soutiendra sa thèse le mardi 03 février 2026 à 14 h 00 – salle de thèses C002 à l’ENSEEIHT, sur le sujet : « Étude d’une chaîne de traction électrique tolérante aux pannes pour le véhicule électrique ».
Cette thèse a été réalisée sous l’encadrement de M. Marc COUSINEAU (directeur de thèse), M. Guillaume Gateau (co‑directeur de thèse), M. Erik Santiago (encadrant industriel) et M. Frank Galtié (responsable hiérarchique au sein de l’entreprise).
Meeting link: (visio) – Soutenance de Thèse de M. Daniel GALVIS | Microsoft Teams | Meetup-Join
Composition du jury :
- M. Yves LEMBEYE, Rapporteur, Université Grenoble Alpes
- M. Jean-Yves GAUTHIER, Rapporteur, INSA Lyon
- M. Eric LABOURÉ, Examinateur, Université Paris-Saclay
- Mme. Marie-Cécile PÉRA, Examinatrice, Université Marie & Louis Pasteur
- M. Marc COUSINEAU, Directeur de thèse, Toulouse INP
- M. Guillaume GATEAU, Co-directeur de thèse, Toulouse INP
Membres invités :
- M. Erik SANTIAGO, encadrant industriel, NXP Semiconductors
- M. Frank GALTIÉ, Responsable industriel, NXP Semicondutors
Dans un contexte d’innovation porté par NXP pour les véhicules électriques et autonomes, les divisions CTO (sûreté fonctionnelle) et AA (analogique avancée) développent de nouvelles solutions de commande pour convertisseurs de puissance, destinées aux fonctions critiques telles que les onduleurs de traction, les chargeurs et les systèmes de gestion de batterie. L’objectif est d’améliorer l’efficacité énergétique, la compacité et la réactivité des systèmes embarqués, tout en répondant aux enjeux sociétaux de sécurité, d’inclusion et de réduction de l’impact environnemental.
Les architectures actuelles à deux niveaux montrent leurs limites face aux exigences croissantes de rendement et de continuité de service, essentielles pour les véhicules autonomes. Les travaux menés chez NXP ont mis en évidence plusieurs verrous technologiques, notamment la perte totale de propulsion en cas de défaillance du pack haute tension, nécessitant une redondance via plusieurs modules de batterie. Cependant, la défaillance d’un module augmente les contraintes sur les semi‑conducteurs et complique la gestion thermique. De plus, l’onduleur de traction doit satisfaire le niveau de sûreté ASIL‑D de la norme ISO 26262, rendant toute perte de fonction critique inacceptable.
Dans ce contexte, les architectures multicellulaires apparaissent comme une solution prometteuse grâce à leur capacité de reconfiguration dynamique et d’optimisation énergétique. La thèse vise ainsi à concevoir une chaîne de traction modulaire, tolérante aux pannes et reconfigurable, intégrant des architectures multi‑cellules et multi‑niveaux au niveau batterie et onduleur. L’approche s’appuie sur des lois de commande adaptatives et sur l’utilisation de microcontrôleurs évolutifs (MCU, CMU, GDU) compatibles avec les modules PIM et BMS de NXP.
PhD abstract, English version
In a context of technological innovation driven by NXP for electric and autonomous vehicles, the CTO (functional safety) and AA (advanced analog) divisions are developing next‑generation control solutions for power converters intended for critical automotive functions such as traction inverters, onboard chargers, and battery management systems. The objective is to enhance energy efficiency, compactness, and dynamic performance while addressing key societal challenges related to safety, inclusive mobility, and environmental impact.
Conventional two‑level architectures are reaching their limits with respect to increasing requirements for efficiency and continuity of service, both essential for autonomous vehicles. Design studies conducted at NXP have highlighted several technological bottlenecks, including the total loss of propulsion following a high‑voltage battery pack failure, which necessitates functional redundancy through multiple battery modules. However, the failure of a single module increases stress on power semiconductors and complicates thermal management. Moreover, the traction inverter must comply with the ASIL‑D safety level defined by ISO 26262, making any loss of function unacceptable.
In this context, multicellular architectures emerge as a promising solution due to their ability to dynamically reconfigure and optimize energy performance. This thesis aims to design a modular, fault‑tolerant, and reconfigurable traction chain based on multicell and multi‑level architectures applied to both the battery system and the inverter. The proposed approach relies on adaptive control strategies and the integration of advanced microcontrollers (MCU, CMU, GDU) compatible with NXP’s PIM and BMS modules.
