Locomotive hybride et 100% électrique

Présentation

Nous développons des solutions permettant d'offrir toutes sortes de sources d'énergie (groupe électrogène diesel ou gaz, captage troisième rail ou caténaire, pile à combustible), tous types de stockage d'énergie (supercapacités ou batterie Lithium-ion) et tous types de chaines de traction (AC, DC ou SRPM). Basée sur l'architecture de la norme EN 62864-1, cette conception modulaire autour d'un bus à courant continu commun permet de s'adapter aux demandes de nos clients et aux spécificités de leurs applications.

Stockage d'énergie

Comme chaque application est différente, nous adaptons la quantité d'énergie embarquée et le type d'électrochimie des cellules en fonction des contraintes opérationnelles de nos clients. Nous disposons de solutions NMC ou LTO de différents fabricants de batterie et pouvons proposer des ensembles totalement adaptés à l'application et aux conditions d'exploitations. Toutes nos solutions sont sûres et garantissent un haut niveau de sécurité tant pour le risque d'incendie ou la protection du personnel de maintenance contre les chocs électriques. Nous définissons avec le client la meilleure stratégie de charge pour privilégier la durabilité de la batterie et optimiser la disponibilité de la machine en travail.

Charge batterie

La recharge de la batterie est le point critique d'un véhicule hybride. Dans le cas d'utilisation d'un groupe électrogène embarqué, il est possible de garantir une charge n'importe où, indépendamment de la disponibilité d'une prise de courant ou d'une autre source d'énergie. Lorsque cette solution n'est pas la meilleure environnementalement parlant (émissions polluantes et cas de nuisances), ni la plus économique (coût et maintenance des systèmes de post traitement des gaz d'échappement moteurs et cout de carburant). Si le véhicule est captif, il convient de privilégier une recharge sur une zone dédiée par caténaire, troisième rail ou prise haute puissance. C'est cette même logique qui nous guide à proposer des solutions si possible sans moteur diesel, ou a défaut avec un petit moteur diesel, l'essentiel de la puissance venant de la batterie.

Sécurité

Un système de stockage d'énergie au lithium se compose d'un ensemble de cellules assemblées en série et en parallèle et d'un système de contrôle électronique associé (BMS). Nous privilégions des solutions à haut niveau de sécurité tant sur la conception mécanique des ensembles batteries que sur la partie électronique. Les cellules sont placées soit dans des modules soit dans des branches hermétiquement fermées associés à un refroidissement liquide. Au niveau de l'électronique, nous pouvons proposer des solutions de BMS répondant aux niveaux ASIL-B ou ASIL-C de l'ISO 26262 (équivalent SIL-2 de l'IEC 61508).

Applications tunnels

Pour permettre un usage en environnement clos, nous travaillons avec des solutions de batteries limitant, par conception, les risques d'incendies en cas d'emballement thermique d'une cellule. Nous pouvons proposer des solutions garantissant la non propagation de l'incendie aux cellules voisines, limitant ainsi le dégagement gazeux à quelques litres plus facilement canalisable dans une zone sans personnels. Si la contrainte est le risque de chocs ou d'écrasement, nous proposons des solutions avec un très haut niveau de protection mécanique et dont les cellules sont insensibles au percement.

Durée de vie

La durée de vie d'un pack batterie dépend de l'électrochimie des cellules et du nombre de cycles de décharge. Dans le cas d'applications avec une recharge par jour après 80% de décharge, nous pouvons conserver un niveau d'énergie disponible d'environ 80% de l'énergie initial après environ 8 ans avec la technologie NMC et plus de 12 ans en LTO. Ces durées varient en fonction de la profondeur de décharge pour chaque cycle, de la température des cellules et des courants de charge et décharge. Il est par conséquent nécessaire de définir le cycle de fonctionnement du véhicule pour calibrer la quantité d'énergie embarquée et la stratégie de recharge. Pour garantir une température optimale, nos batteries sont équipées de systèmes de gestion thermique avec une climatisation dédiée. Le système électronique (BMS) est utilisé pour indiquer le niveau de charge des cellules, la température des cellules et la santé de la batterie et d'adapter au mieux la stratégie de recharge si nécessaire. Notre conception modulaire permet de rajouter des branches après la mise en service en s'installant dans une réserve d'espace prévue à cet effet.