Chargement d’un véhicule électrique de haute puissance se chargeant au moyen de l’intégration du stockage de l’énergie : Analyse de l’optimisation et analyse prévisionnelle techno-économique

Afin d’aider les flottes publiques (y compris les sociétés de transport en commun  et les entreprises locales de distribution de services) à surmonter les difficultés de  l’incertitude et les risques élevés associés à l’intégration des nouvelles technologies de propulsion électriques, le CRITUC a rassemblé un consortium de partenaires de l’industrie pour mener la recherche sur divers aspects des systèmes de propulsion électrifiés, de l’intégration de la technologie véhicule-réseau (vehicule-to-grid) et de la cybersécurité des autobus électriques.

Ce projet permettra de :

  • Développer la modélisation prédictive novatrice fondée sur la physique des autobus électriques (e-buses), des chargeurs électriques et des dispositifs de stockage d’énergie (batteries, volants-moteur, etc.) en utilisant les renseignements exclusifs des fabricants ;
  • Mettre en œuvre un cadre de gestion de programme pour répondre aux exigences d’un consortium composé de multiples acteurs, soit des FMO (fabricants de matériel d’origine), des sociétés de transport en commun, des services d’utilité publique et des instituts de recherche qui sont en concurrence, dans un effort de développement commun de la propriété intellectuelle ;
  • De tenir un registre des risques avec des stratégies de mitigation ;
  • Et d’obtenir les licences du matériel et des logiciels nécessaires à la collecte de données, à la transmission, à l’entreposage et aux analyses subséquentes.

Ce projet engendrera plusieurs nouvelles conclusions technologiques importantes.

Module 1 : Évaluation de la faisabilité et analyse prévisionnelle

Une technologie centrale du module 1 concerne l’outil de modélisation TRiPSIM© (simulateur de rendement du circuit de transport en commun) qui a été développé grâce à ce projet lors de la dernière année (commençant en 2017), et dont le développement se poursuivra. Il sera ensuite commercialisé dans le but d’engendrer de nouveaux revenus pour le consortium de partenaires.  Le TRiPSIM© a été réalisé à l’aide du langage de programmation Python. L’outil TRiPSIM© fournit des résultats de modélisation prédictive raffinés et approuvés par le fabricant et par les services publics qui démontrent la façon dont les divers autobus et chargeurs électriques fonctionnent sur place, d’après des topologies de circuits variables, des profils de passagers, des départs et arrêts nécessaires et les autres exigences du circuit. L’outil a été fabriqué grâce à des suggestions directes à l’égard du groupe motopropulseur de la part des partenaires de fabrication qui ont facilité le processus de développement ; les partenaires ont assisté les chercheurs à mettre au point un outil prédictif fondé sur les renseignements réels à l’égard du motopropulseur, plutôt que sur des hypothèses ou des généralisations, et ont ainsi pu en faire un outil tout à fait unique, à l’avant-garde de l’industrie. L’outil de simulation permet aux sociétés de transport en commun et aux autres futurs propriétaires de flottes d’autobus électriques de prendre de meilleures décisions. Cet outil pourra également servir aux futurs modèles de véhicules à pile à hydrogène.

Module 2 : Logiciel d’analytique axé sur le nuagique

La technologie centrale provenant du module 2 concerne un outil logiciel d’analytique axé sur le nuagique que le consortium développe et qui servira à recueillir et à évaluer des données en temps réel des systèmes de recharge « overhead » , de forte puissance (450 kW et plus) et des autobus électriques (de 76 kWh à 200 kWh) qui s’adaptent aux normes internationales émergentes pour les connecteurs de pantographe et les niveaux de puissance modulaires qui sont compatibles avec les diverses plateformes d’autobus du FEO (fabricant d’équipement d’origine). La plateforme partagée méta-niveau (axée sur le nuagique) fusionnera des données en temps réel provenant des enregistreurs de données concurrentiels des FEO pour effectuer des analyses méta-niveau pour des sociétés de transport en commun.

Module 3 : Comité consultatif universitaire national (NAAC), évaluation de la recherche universitaire des E-Autobus et E-Chargeurs

Les aboutissements relatifs aux connaissances et à la technologie émanant du module 3 concernent les résultats suivants du secteur universitaire :

  • La connaissance analytique émanant de l’analyse de protocole de cyber-sécurité pour les e-autobus et les e-chargeurs, qui peuvent mener aux normes améliorées de technologie pour ces systèmes ;
  • Un outil de la visualisation 3D qui permet à des systèmes de transport en commun et à des flottes de concevoir et de développer des approches informatisées urbaines pour visualiser des graphiques de mobilité dynamique, complexe, multi-modale avec des données évolutives pour les prises de décision futures relatives à l’électrification de flotte ;
  • Un prototype de motopropulseur amélioré pour les autobus électriques qui serait pertinent.

Module 4 : Électrification complète de la flotte pour la Commission de transport de Toronto (TTC)

  1. Le sorties liées aux connaissances et à la technologie émanant du module 4 concernent un ensemble de directives pour la prise de décision à l’égard des objectifs d’électrification complète de la flotte du TTC ; ces directives porteront sur des analyses de modélisation prédictive et empirique du rendement probable des multiples modèles d’autobus électriques et des systèmes de recharge (c.-à-d. batteries à forte puissance, à faible puissance, des piles de petit  et grand formats, et des autobus à piles à combustible hydrogène) pour répondre aux besoins de la flotte complète d’autobus de la TTC et des itinéraires de parcourt de l’Ontario ;
  2. Ces sorties impliqueront un outil de modélisation TRiPSIM© raffiné, qui a été développé lors du module 1 en 2017-2018 principalement ; l’outil de modélisation TRiPSIM© raffiné présentement à l’étude permet des analyses comparatives des divers autobus électriques et des autobus électriques à pile à combustible, et de leurs systèmes connexes de chargement (d’électricité) ou de ravitaillement en carburant (selon le besoin) dans un avenir à court terme. Cet outil intégrera :
    1. Les estimations de la consommation d’énergie ;
    2. Les coûts et les avantages environnementaux ;
    3. Les coûts et les avantages de l’électricité et du carburant et ;
    4. Les coûts et avantages (liés à la résilience de la flotte) des systèmes de flotte publics spécifiquement.

Partenaires du projet :

Secteur de l'industrie

Secteur universitaire

OCAD University Queen’s University University of Ontario – Institute of Technology University of Windsor