{"id":1848,"date":"2020-11-17T13:38:36","date_gmt":"2020-11-17T12:38:36","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.ametragroup.com\/?p=1848"},"modified":"2020-11-17T13:38:36","modified_gmt":"2020-11-17T12:38:36","slug":"hybridation-electrique-systeme-embarque","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/hybridation-electrique-systeme-embarque\/","title":{"rendered":"L\u2019utilit\u00e9 d\u2019une hybridation 100% \u00e9lectrique pour un syst\u00e8me embarqu\u00e9"},"content":{"rendered":"

Le terme d\u2019hybridation, pour un syst\u00e8me embarqu\u00e9, est le plus souvent employ\u00e9 pour d\u00e9crire un syst\u00e8me utilisant en coop\u00e9ration au moins deux types d\u2019\u00e9nergie de natures diff\u00e9rentes (g\u00e9n\u00e9ralement thermique et \u00e9lectrique). L\u2019hybridation est d\u00e9j\u00e0 r\u00e9pandue dans plusieurs secteurs, qu\u2019il s\u2019agisse de l\u2019automobile, du naval ou encore de l\u2019a\u00e9ronautique.\u00a0<\/span><\/p>\n

Dans le cas d\u2019une voiture hybride par exemple, on peut allier une partie thermique (moteur \u00e0 combustion), pour le fonctionnement en continu, \u00e0 une partie \u00e9lectrique (batterie et moteur \u00e9lectrique), pour des phases transitoires telles que de fortes acc\u00e9l\u00e9rations. Mais l\u2019on oublie souvent que l\u2019hybridation n\u2019est pas seulement l\u2019association de 2 types d\u2019\u00e9nergies diff\u00e9rentes\u00a0: il peut aussi s\u2019agir de<\/span> diff\u00e9rentes sources \u00e9lectriques combin\u00e9es au sein d\u2019un m\u00eame syst\u00e8me<\/b>.<\/span><\/p>\n

Pourquoi allier plusieurs sources dans un syst\u00e8me embarqu\u00e9 ?<\/b><\/h3>\n

L\u2019\u00e9nergie est l\u2019utilisation d\u2019une puissance (le plus souvent exprim\u00e9e en watts) pendant une dur\u00e9e (par exemple en une heure). Cette \u00e9nergie peut s\u2019exprimer en joules ou en watts par heure (Wh). Chaque source \u00e9lectrique a ses sp\u00e9cificit\u00e9s, qu\u2019il s\u2019agisse de<\/span> piles \u00e0 combustibles (PAC)<\/b><\/a>, de batteries ou encore de super-condensateurs<\/b>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Les PAC peuvent fournir de l\u2019\u00e9nergie sur une dur\u00e9e de l\u2019ordre de la dizaine d\u2019heures \u00e0 la journ\u00e9e, voire plus (d\u00e9pendant de la taille du r\u00e9servoir d\u2019hydrog\u00e8ne), avec une faible puissance, l\u00e0 o\u00f9 les batteries, en fonction de leur type (certaines sont faites pour la puissance, d\u2019autres plus pour l\u2019\u00e9nergie), vont produire de l\u2019\u00e9nergie de quelques dizaines de minutes \u00e0 quelques dizaines d\u2019heures \u00e0 des puissances plus \u00e9lev\u00e9es. De leur c\u00f4t\u00e9, les super-condensateurs vont pouvoir fournir de tr\u00e8s fortes puissances, mais de l\u2019ordre de la seconde \u00e0 la minute.\u00a0<\/span><\/p>\n

Ci-dessous, un diagramme de <\/span><\/i>Ragone<\/span><\/i><\/a> montrant en abscisse la densit\u00e9 de puissance (plus elle est \u00e9lev\u00e9e, plus le syst\u00e8me peut fournir de fortes puissances \u00e0 masse \u00e9gale), et en ordonn\u00e9e la densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie (plus elle est \u00e9lev\u00e9e, plus le syst\u00e8me peut fournir longtemps de l\u2019\u00e9nergie \u00e0 puissance et masse \u00e9gale).<\/span><\/i><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Stan Zurek (raster), CC BY-SA 3.0 https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0, via Wikimedia Commons<\/span><\/i><\/p>\n

L<\/span>\u2019hybridation permet d\u2019allier les avantages de chacune des sources et d\u2019en att\u00e9nuer les limites et inconv\u00e9nients<\/b>. En combinant ces 3 sources (PAC, batterie et super-condensateur), on se rapproche de ce que donne un moteur \u00e0 combustion ou une turbine \u00e0 gaz, \u00e0 savoir une \u00e9nergie longue doubl\u00e9e d\u2019une puissance suffisante.\u00a0<\/span><\/p>\n

Il faut prendre en compte \u00e9galement le temps de r\u00e9action (dynamique) des diff\u00e9rentes sources\u00a0: lors du d\u00e9marrage, une PAC a besoin d\u2019un certain temps avant de d\u00e9livrer toute sa puissance, elle est le plus souvent aid\u00e9e par une batterie.\u00a0<\/span><\/p>\n

L\u2019objectif est donc de<\/span> chercher la compl\u00e9mentarit\u00e9 qui permette de r\u00e9pondre au besoin<\/b> demand\u00e9.\u00a0<\/span><\/p>\n

Le choix de l\u2019<\/span>hybridation 100% \u00e9lectrique permet de progresser vers une \u00e9nergie renouvelable<\/b>, loin des \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre induites par les moteurs \u00e0 combustion, \u00e0 condition de produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir de sources d\u00e9carbon\u00e9es (\u00e9olien, hydraulique ou nucl\u00e9aire par exemple).<\/span><\/p>\n

Les \u00e9l\u00e9ments \u00e0 prendre en compte dans l\u2019hybridation<\/b><\/h3>\n

L\u2019un des aspects complexes de ce type d\u2019hybridation est de bien pouvoir <\/span>interconnecter les diff\u00e9rentes sources<\/b>, car elles ne fonctionnent pas aux m\u00eames tensions et avec les m\u00eames dynamiques.\u00a0<\/span><\/p>\n

Il faut ensuite ajuster la strat\u00e9gie de gestion des diff\u00e9rentes sources en fonction du besoin utilisateur et de ce que l\u2019on peut concr\u00e8tement r\u00e9aliser. Cela conduit entre autres \u00e0 identifier <\/span>le nombre de sources \u00e0 hybrider<\/b>. La r\u00e9ponse l\u00e0 encore d\u00e9pend du besoin : avantages en termes de masse, de volume, de co\u00fbt\u2026\u00a0<\/span><\/p>\n

Des perspectives d\u2019avenir prometteuses<\/b><\/h3>\n

Le but est de se rapprocher le plus possible de ce que permet un moteur \u00e0 combustion aujourd\u2019hui.<\/span> L\u2019\u00e9lectrique a une densit\u00e9 de puissance et une densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie plus faibles, mais un rendement sup\u00e9rieur au thermique\u00a0<\/b>: il y a moins de pertes d\u2019\u00e9nergie au niveau du syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n

Sur certains points, l\u2019\u00e9lectrique d\u00e9passe d\u00e9j\u00e0 le thermique. \u00c0 titre d\u2019exemple, une Renault Zo\u00e9 obtient de meilleures performances que la plupart des voitures thermiques au d\u00e9part arr\u00eat\u00e9. De m\u00eame, sur l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration, <\/span>la Tesla model 3 est plus performante<\/span><\/a> que les plus grosses voitures am\u00e9ricaines.\u00a0<\/span><\/p>\n

Pour aller encore plus loin, une <\/span>avanc\u00e9e au niveau des batteries est n\u00e9cessaire<\/b>. L\u2019arriv\u00e9e <\/span>de batteries de type solide<\/span><\/a> est tr\u00e8s attendue, car elle promet une densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie 2 \u00e0 4 fois sup\u00e9rieure \u00e0 une batterie lithium-ion classique. Aujourd\u2019hui, elle existe d\u00e9j\u00e0 dans les laboratoires industriels, mais ne sera pas produite en grande s\u00e9rie avant quelques ann\u00e9es.<\/span><\/p>\n

Les perspectives de d\u00e9veloppement sont importantes\u00a0: en Europe notamment, en visant la disparition des voitures thermiques d\u2019ici 2040, un grand nombre de batteries devront \u00eatre fabriqu\u00e9es. La cr\u00e9ation de l\u2019<\/span>Automotive Cells Company (groupes PSA et Total)<\/span><\/a>, co-entreprise d\u00e9di\u00e9e \u00e0 ce projet, souligne d\u00e9j\u00e0 ce mouvement.<\/span><\/p>\n

Gr\u00e2ce aux ponts et \u00e9changes entre les industries et secteurs, les technologies permettront au \u201ctout \u00e9lectrique\u201d de progresser \u00e0 grands pas.\u00a0<\/span><\/p>\n

Du c\u00f4t\u00e9 d\u2019Ametra Group, la cellule R&D Ametra Research travaille d\u00e9j\u00e0 sur des projets d\u2019hybridation de source 100% \u00e9lectrique pour des syst\u00e8mes embarqu\u00e9s au sein du projet HELIOS<\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

D\u00e9couvrez d\u00e8s maintenant <\/span><\/i>le site officiel d\u2019Ametra<\/span><\/i><\/a> Group<\/span><\/i> et n\u2019h\u00e9sitez pas \u00e0 <\/span><\/i>nous suivre sur LinkedIn<\/span><\/i><\/a> et <\/span><\/i>Twitter<\/span><\/i><\/a> pour ne rien manquer des actualit\u00e9s du Groupe.<\/span><\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Le terme d\u2019hybridation, pour un syst\u00e8me embarqu\u00e9, est le plus souvent employ\u00e9 pour d\u00e9crire un syst\u00e8me utilisant en coop\u00e9ration au moins deux types d\u2019\u00e9nergie de natures diff\u00e9rentes (g\u00e9n\u00e9ralement thermique et \u00e9lectrique). L\u2019hybridation est d\u00e9j\u00e0 r\u00e9pandue dans plusieurs secteurs, qu\u2019il s\u2019agisse de l\u2019automobile, du naval ou encore de l\u2019a\u00e9ronautique.\u00a0 Dans le cas d\u2019une voiture hybride par exemple, on peut allier une partie thermique (moteur \u00e0 combustion), pour le fonctionnement en continu, \u00e0 une partie \u00e9lectrique (batterie et moteur \u00e9lectrique), pour des phases transitoires telles que de fortes acc\u00e9l\u00e9rations. Mais l\u2019on oublie souvent que l\u2019hybridation n\u2019est pas seulement l\u2019association de 2 types d\u2019\u00e9nergies diff\u00e9rentes\u00a0: il peut aussi s\u2019agir de diff\u00e9rentes sources \u00e9lectriques combin\u00e9es au sein d\u2019un m\u00eame syst\u00e8me. Pourquoi allier plusieurs sources dans un syst\u00e8me embarqu\u00e9 ? L\u2019\u00e9nergie est l\u2019utilisation d\u2019une puissance (le plus souvent exprim\u00e9e en watts) pendant une dur\u00e9e (par exemple en une heure). Cette \u00e9nergie peut s\u2019exprimer en joules ou en watts par heure (Wh). Chaque source \u00e9lectrique a ses sp\u00e9cificit\u00e9s, qu\u2019il s\u2019agisse de piles \u00e0 combustibles (PAC), de batteries ou encore de super-condensateurs.\u00a0 Les PAC peuvent fournir de l\u2019\u00e9nergie sur une dur\u00e9e de l\u2019ordre de la dizaine d\u2019heures \u00e0 la journ\u00e9e, voire plus (d\u00e9pendant de la taille du r\u00e9servoir d\u2019hydrog\u00e8ne), avec une faible puissance, l\u00e0 o\u00f9 les batteries, en fonction de leur type (certaines sont faites pour la puissance, d\u2019autres plus pour l\u2019\u00e9nergie), vont produire de l\u2019\u00e9nergie de quelques dizaines de minutes \u00e0 quelques dizaines d\u2019heures \u00e0 des puissances plus \u00e9lev\u00e9es. De leur c\u00f4t\u00e9, les super-condensateurs vont pouvoir fournir de tr\u00e8s fortes puissances, mais de l\u2019ordre de la seconde \u00e0 la minute.\u00a0 Ci-dessous, un diagramme de Ragone montrant en abscisse la densit\u00e9 de puissance (plus elle est \u00e9lev\u00e9e, plus le syst\u00e8me peut fournir de fortes puissances \u00e0 masse \u00e9gale), et en ordonn\u00e9e la densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie (plus elle est \u00e9lev\u00e9e, plus le syst\u00e8me peut fournir longtemps de l\u2019\u00e9nergie \u00e0 puissance et masse \u00e9gale). Stan Zurek (raster), CC BY-SA 3.0 https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0, via Wikimedia Commons L\u2019hybridation permet d\u2019allier les avantages de chacune des sources et d\u2019en att\u00e9nuer les limites et inconv\u00e9nients. En combinant ces 3 sources (PAC, batterie et super-condensateur), on se rapproche de ce que donne un moteur \u00e0 combustion ou une turbine \u00e0 gaz, \u00e0 savoir une \u00e9nergie longue doubl\u00e9e d\u2019une puissance suffisante.\u00a0 Il faut prendre en compte \u00e9galement le temps de r\u00e9action (dynamique) des diff\u00e9rentes sources\u00a0: lors du d\u00e9marrage, une PAC a besoin d\u2019un certain temps avant de d\u00e9livrer toute sa puissance, elle est le plus souvent aid\u00e9e par une batterie.\u00a0 L\u2019objectif est donc de chercher la compl\u00e9mentarit\u00e9 qui permette de r\u00e9pondre au besoin demand\u00e9.\u00a0 Le choix de l\u2019hybridation 100% \u00e9lectrique permet de progresser vers une \u00e9nergie renouvelable, loin des \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre induites par les moteurs \u00e0 combustion, \u00e0 condition de produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir de sources d\u00e9carbon\u00e9es (\u00e9olien, hydraulique ou nucl\u00e9aire par exemple). Les \u00e9l\u00e9ments \u00e0 prendre en compte dans l\u2019hybridation L\u2019un des aspects complexes de ce type d\u2019hybridation est de bien pouvoir interconnecter les diff\u00e9rentes sources, car elles ne fonctionnent pas aux m\u00eames tensions et avec les m\u00eames dynamiques.\u00a0 Il faut ensuite ajuster la strat\u00e9gie de gestion des diff\u00e9rentes sources en fonction du besoin utilisateur et de ce que l\u2019on peut concr\u00e8tement r\u00e9aliser. Cela conduit entre autres \u00e0 identifier le nombre de sources \u00e0 hybrider. La r\u00e9ponse l\u00e0 encore d\u00e9pend du besoin : avantages en termes de masse, de volume, de co\u00fbt\u2026\u00a0 La question de la maintenance est aussi importante dans plusieurs secteurs. Dans le cas de l\u2019avion plus \u00e9lectrique, par exemple, le remplacement des transmissions pneumatiques et hydrauliques par de l\u2019\u00e9lectrique permettrait d\u2019abaisser les co\u00fbts d\u2019entretien. Sa dur\u00e9e de vie serait ainsi sup\u00e9rieure par rapport aux technologies actuelles. Au niveau des sources elles-m\u00eames, en hybridant une batterie et un super-condensateur, moins d\u2019efforts brutaux sont demand\u00e9s \u00e0 la batterie, ce qui offre un meilleur vieillissement sur le long terme et donc une dur\u00e9e de vie sup\u00e9rieure. Des perspectives d\u2019avenir prometteuses Le but est de se rapprocher le plus possible de ce que permet un moteur \u00e0 combustion aujourd\u2019hui. L\u2019\u00e9lectrique a une densit\u00e9 de puissance et une densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie plus faibles, mais un rendement sup\u00e9rieur au thermique\u00a0: il y a moins de pertes d\u2019\u00e9nergie au niveau du syst\u00e8me. Sur certains points, l\u2019\u00e9lectrique d\u00e9passe d\u00e9j\u00e0 le thermique. \u00c0 titre d\u2019exemple, une Renault Zo\u00e9 obtient de meilleures performances que la plupart des voitures thermiques au d\u00e9part arr\u00eat\u00e9. De m\u00eame, sur l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration, la Tesla model 3 est plus performante que les plus grosses voitures am\u00e9ricaines.\u00a0 Pour aller encore plus loin, une avanc\u00e9e au niveau des batteries est n\u00e9cessaire. L\u2019arriv\u00e9e de batteries de type solide est tr\u00e8s attendue, car elle promet une densit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie 2 \u00e0 4 fois sup\u00e9rieure \u00e0 une batterie lithium-ion classique. Aujourd\u2019hui, elle existe d\u00e9j\u00e0 dans les laboratoires industriels, mais ne sera pas produite en grande s\u00e9rie avant quelques ann\u00e9es. Les perspectives de d\u00e9veloppement sont importantes\u00a0: en Europe notamment, en visant la disparition des voitures thermiques d\u2019ici 2040, un grand nombre de batteries devront \u00eatre fabriqu\u00e9es. La cr\u00e9ation de l\u2019Automotive Cells Company (groupes PSA et Total), co-entreprise d\u00e9di\u00e9e \u00e0 ce projet, souligne d\u00e9j\u00e0 ce mouvement. Gr\u00e2ce aux ponts et \u00e9changes entre les industries et secteurs, les technologies permettront au \u201ctout \u00e9lectrique\u201d de progresser \u00e0 grands pas.\u00a0 Du c\u00f4t\u00e9 d\u2019Ametra Group, la cellule R&D Ametra Research travaille d\u00e9j\u00e0 sur des projets d\u2019hybridation de source 100% \u00e9lectrique pour des syst\u00e8mes embarqu\u00e9s au sein du projet HELIOS.\u00a0 D\u00e9couvrez d\u00e8s maintenant le site officiel d\u2019Ametra Group et n\u2019h\u00e9sitez pas \u00e0 nous suivre sur LinkedIn et Twitter pour ne rien manquer des actualit\u00e9s du Groupe.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":1851,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","_seopress_robots_follow":"","_seopress_robots_imageindex":"","_seopress_robots_snippet":"","_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_robots_breadcrumbs":"","_seopress_robots_freeze_modified_date":"","_seopress_robots_custom_modified_date":"","_seopress_robots_canonical":"","_seopress_social_fb_title":"","_seopress_social_fb_desc":"","_seopress_social_fb_img":"","_seopress_social_fb_img_attachment_id":0,"_seopress_social_fb_img_width":0,"_seopress_social_fb_img_height":0,"_seopress_social_twitter_title":"","_seopress_social_twitter_desc":"","_seopress_social_twitter_img":"","_seopress_social_twitter_img_attachment_id":0,"_seopress_social_twitter_img_width":0,"_seopress_social_twitter_img_height":0,"_seopress_redirections_value":"","_seopress_redirections_enabled":"","_seopress_redirections_enabled_regex":"","_seopress_redirections_logged_status":"","_seopress_redirections_param":"","_seopress_redirections_type":0,"_seopress_analysis_target_kw":"","_seopress_news_disabled":"","_seopress_video_disabled":"","_seopress_video":[],"_seopress_pro_schemas_manual":[],"_seopress_pro_rich_snippets_disable_all":"","_seopress_pro_rich_snippets_disable":[],"_seopress_pro_schemas":[],"footnotes":""},"categories":[61,56],"tags":[],"class_list":["post-1848","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualites","category-r-et-d"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1848","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1848"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1848\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1851"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1848"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1848"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/myagencyinside.com\/maquettes\/ametra-group\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1848"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}

La question de la <\/span>maintenance <\/b>est aussi importante dans plusieurs secteurs. Dans le cas de <\/span>l\u2019avion plus \u00e9lectrique<\/span><\/a>, par exemple, le remplacement des transmissions pneumatiques et hydrauliques par de l\u2019\u00e9lectrique permettrait d\u2019<\/span>abaisser les co\u00fbts d\u2019entretien<\/b>. Sa dur\u00e9e de vie serait ainsi sup\u00e9rieure par rapport aux technologies actuelles. Au niveau des sources elles-m\u00eames, en hybridant une batterie et un super-condensateur, moins d\u2019efforts brutaux sont demand\u00e9s \u00e0 la batterie, ce qui offre un meilleur vieillissement sur le long terme et donc une dur\u00e9e de vie sup\u00e9rieure.<\/span><\/p>\n