Stockage d’énergie embarqué, le potentiel des hybrides Voiture et cité de demain « Les énergies alternatives au service de la mobilité » 31 mars 2004, EPFL Stockage d’énergie embarqué, le potentiel des hybrides A. Rufer

Stockage d’énergie embarqué, le potentiel des hybrides 1. Introduction: Les problèmes 2. Le cas d’un véhicule électrique à accumulateurs 3. Le cas de la propulsion Diesel-Electrique 4. Conclusions

Système de transport : Assistance en puissance Les problèmes rencontrés en propulsion électrique: - Limites et sollicitations en puissance des accumulateurs, longévité, coûts, puissance spécifique

Durée de vie, cycles et rendements

Système de transport : Assistance en puissance Les problèmes rencontrés en propulsion électrique: - Le fonctionnenent à charge partielle des sources embarquées (rendement, émissions) Les coûts des sources alternatives embarquées, (dimensionnement pour la puissance de pointe, exemple de la pile à combustible) - La dissipation des énergies de freinage

Système de transport : Assistance en puissance Les problèmes rencontrés en propulsion électrique: - Le temps de recharge: => Capacité en puissance de la batterie => Disponnibilité en puissance du réseau

Système de transport : Assistance en puissance Exemple I: => Un accumulateur hybride Le scooter électrique de Peugeot Accumulateur à très basse tension (18V)

Système d’enregistrement des mesures

Parcours type : Vidy (375 m)– gare CFF (447 m)

Parcours type : Ouchy (374 m)– St François (495 m) – Beaulieu (535 m)

Schéma bloc du scoot’elec et concept d’assistance en puissance

Dimensionnement du stockeur d’énergie (parcours Vidy-Gare) « Excursion » totale en énergie: 173 kJ Utilisation de 29 supercondensateurs de 2600 F / 2.5V

Régulation pour la gestion énergétique

Résultats des simulations : Vidy – Gare CFF

Résultats des simulations : Ouchy – St François - Beaulieu

Convertisseur DC – DC multicanaux: - Réduire les pertes en commutation - Réduire les masses => Plus de silicium, moins de composants passifs Convertisseur élévateur à 3 canaux

Convertisseur DC – DC : photo du montage Convertisseur élévateur à 8 canaux

Convertisseur DC – DC : premières expérimentations Convertisseur élévateur à 4 canaux, phase d’essais et d’optimisation

Ex. II: Transports en commun, péri-urbain, inter-urbain Propulsion Diesel-electrique Quelles améliorations avec un stockage embarqué? - Réutiliser les énergies de freinage Réduire la puissance du générateur Diesel-Electrique Réduction des coûts et des émissions

Le concept original: freinage électrique, dissipation par résistances

Un exemple de parcours réel: Malles-Merano Altitude Puissance demandée (freinage inclus) et valeur moyenne

Les puissances , du générateur aux roues

Le concept d’assistance pour le générateur Diesel-électrique

Quelle capacité de stockage pour quelles économies? D’abord supprimer les pointes de puissance! Potentiel élevé: environ 40-50%

Nombre de composants, volume et poids du stockage embarqué

Stockage d’énergie embarqué, le potentiel des hybrides Conclusions Un grand intérêt à soutirer les pointes de puissance d’une source auxiliaire à impédance interne plus faible: sollicitation, capacité, autonomie => “Accumulateur hybride” Diesel-Electrique: peu de capacité de stockage auxiliaire pour beaucoup d’avantages => Hybride serie/parallèle à faible capacité de stockage

Stockage d’énergie embarqué, le potentiel des hybrides