Perkins présente une solution d'électrification intégrée

Outre une sélection de moteurs diesel et de solutions de carburants flexibles, Perkins a choisi le salon Bauma 2025 de Munich pour présenter un projet qu'Alan Davies, ingénieur concepteur en chef chez Perkins, a baptisé le « Disruptor ». Il s'agit d'un démonstrateur commercial composé d'un groupe électrogène à batterie intégré à une machine de fusion de tubes McElroy TracStar 900i, destiné à mettre en avant le potentiel d'une solution d'électrification « drop-in ».

Le groupe électrogène à batterie est installé dans une machine de fusion de tubes McElroy TracStar 900i. (Photo : Perkins)

« D'après les échanges que nous avons eus lors d'événements précédents, [les fournisseurs] peuvent présenter des composants, mais la difficulté réside dans la manière de les réunir dans un package pratique, facile à installer, à entretenir et à utiliser », a déclaré Davies. Perkins s'est donc lancé dans le développement d'une telle solution.

Perkins avait déjà lancé son projet de chargeuse sur pneus électrique – la conversion d’une chargeuse sur pneus à moteur diesel en une chargeuse électrique à batterie.

« Nous avons identifié le potentiel d'un système électrique… Nous avons donc cherché, pour l'un de nos clients OEM, une application se prêtant aux systèmes de batteries », a déclaré Davies. Après avoir discuté avec certains de ses clients, l'entreprise américaine McElroy a exprimé son intérêt pour un projet d'électrification avec l'une de ses machines de fusion de tubes.

« Ils étaient désireux de nous soutenir avec la machine et d'impliquer une partie de leur équipe d'ingénieurs avec nous afin que nous puissions leur parler de la manière de réaliser le projet », a noté Davies.

Peu de temps après, un TracStar 900i est arrivé à l'usine Perkins de Peterborough, au Royaume-Uni, où une équipe d'ingénieurs s'est attachée à déterminer comment remplacer le système de moteur diesel Perkins 904 de 3,6 L existant par une unité d'alimentation électrique à batterie entièrement fermée.

Électrification « plug-and-play »

Selon Davies, le projet a nécessité de collaborer avec les fournisseurs pour identifier les composants adéquats, ainsi qu'avec son équipe interne pour garantir l'adéquation du projet aux exigences du système de batteries de Perkins. La transformation a alors commencé.

Le groupe électrogène à batterie comprend une batterie Perkins, un onduleur, un moteur électrique, un contrôleur, une unité de distribution d'énergie et un chargeur embarqué, le tout dans une solution prête à l'emploi. (Photo : Becky Schultz)

« Le moteur sort, puis le groupe motopropulseur est remis en place, sans ménagement. Quelques ajustements ont été apportés aux composants et à la carrosserie pour l'hôte, juste pour intégrer certains conduits d'air et aérations », a-t-il expliqué. « Nous avons conçu le logiciel pour garantir un comportement identique au système moteur que [McElroy] recherchait. L'équipe McElroy est vraiment irréprochable pour son engagement. »

« Il s'agissait d'une sorte de « sprint » de travail de neuf mois pour passer des conversations initiales sur la machine [en commençant par] quelle machine de leur famille nous voulions utiliser, jusqu'à ce que nous voyons ici », a déclaré Davis à propos du démonstrateur exposé.

L'unité d'alimentation électrique à batterie pré-emballée comprend une batterie Perkins, un onduleur, un moteur électrique, un contrôleur, une unité de distribution d'énergie et un chargeur embarqué, le tout logé dans une solution « plug-and-play ».

« Nous avons réuni tous les composants nécessaires à la création d'un système d'alimentation électrique par batterie, et donc d'une puissance rotative, que nous sommes désormais en mesure de fournir dans le même espace qu'un moteur diesel. Ainsi, la machine a été peu endommagée », a déclaré Davies.

« L'avantage principal pour le client est que toute l'architecture haute tension est intégrée dans un seul boîtier. Nos clients n'ont plus qu'à se concentrer sur le raccordement à l'alimentation de rotation, et tout le reste est géré. »

« Disruptor » offre une perturbation minimale

Le groupe électrogène à batterie utilise les mêmes points de connexion mécanique et d'interface électrique que le moteur diesel.

« La position et l'alignement correspondent à ceux du moteur diesel 904 du point de vue de l'interface... Les systèmes hydrauliques restent inchangés ; on peut s'aligner dessus et s'y intégrer », a déclaré Davies. « Idem pour le faisceau de câbles de la machine. La prise multibroches est la même que celle du moteur diesel, ce qui évite au client de devoir modifier le faisceau. » Le seul ajout que le constructeur doit fournir est une tresse de masse.

Le groupe motopropulseur électrique à batterie utilise les mêmes connexions mécaniques et les mêmes interfaces électriques que le moteur diesel. (Photo : Becky Schultz)

« Pour l'interface avec nos concessionnaires, une fois les panneaux ouverts, tout est identique à l'intérieur. Ainsi, nos techniciens et nos équipes n'auront pas besoin de formation sur les différentes configurations de systèmes haute tension », a souligné Davies. « L'interface sera commune, ce qui leur permettra d'intensifier progressivement leur formation à mesure qu'ils acquièrent de l'expérience en haute tension. »

Pour les utilisateurs finaux, la différence avec un moteur diesel devrait être minime. « Le système fonctionne comme un moteur diesel », a déclaré Davies. « Les clients peuvent tourner la clé comme s'ils démarraient le moteur d'une plateforme diesel et le groupe motopropulseur répondra et communiquera de la même manière. Les performances seront identiques à celles d'un moteur diesel, mais sans émissions au point d'utilisation. »

Voir les possibilités

L'unité présentée à Bauma a été construite pour explorer les possibilités d'une solution prête à l'emploi et comme une opportunité d'apprentissage.

« Au fil du parcours, [McElroy] a commencé par dire : "Nous voulons comprendre à quoi cela ressemble" », a noté Davies. « Aujourd'hui, de plus en plus de clients nous disent : "Oui, on a compris ; on voit à quel point c'est simple. On peut voir l'application." Et ils commencent à voir les autres avantages que ce groupe motopropulseur peut apporter à leurs clients. »

En plus de l'absence d'émissions et de niveaux de bruit réduits, Davies a déclaré que le groupe motopropulseur pourrait offrir d'autres fonctionnalités, par exemple une capacité de type ePTO pour alimenter des fonctions telles que l'élément chauffant pour la fusion des tuyaux, ou une sortie basse tension pour prendre en charge les éclairages et l'instrumentation de la cabine.

D'autres options, telles que des forfaits pour temps chaud ou froid, des prolongateurs d'autonomie, une charge CC ou un refroidissement de batterie pourraient également être des possibilités.

Le groupe motopropulseur électrique à batterie est conçu pour s'intégrer dans le même espace que le moteur diesel qu'il remplace. (Photo : Becky Schultz)

« Nous pouvons commencer à discuter davantage de tous ces points avec McElroy à l'avenir : comment adapter cette solution pour répondre véritablement aux attentes de ses clients », a déclaré Davies. « Ils sont vraiment ravis de constater la simplicité de l'installation et le peu de travail qu'ils ont dû effectuer. Malgré notre collaboration, nous n'avons pas eu besoin de leur faire une trop grande confiance, car nous souhaitions une installation aussi propre que possible. »

Une nouvelle conversation

La date de commercialisation de ce groupe électrogène à batterie reste à déterminer. De nombreux points restent à prendre en compte.

« Certaines de ces solutions ont des prix auxquels nous devons être attentifs et nous assurer que le coût total de possession (TCO) est correct. Certains composants devront être achetés. Mais même dans ce cas, des défis subsistent », a reconnu Davies. « Comment faire fonctionner l'application pour garantir la fiabilité des communications entre les données et les outils de service ?

« Nous collaborons avec certains fournisseurs ; nous fabriquons également nous-mêmes certains composants. Nous cherchons à rassembler ces pièces et à trouver comment les faire fonctionner ensemble », a-t-il poursuivi. « Il y a donc un certain mélange. Tout dépend du prix des pièces. »

Perkins pilotera des modèles supplémentaires au cours des prochains mois pour peaufiner certains de ces détails et non seulement pour lancer des conversations sur l'électrification, mais aussi pour changer complètement ces conversations.

« Les discussions que j'ai avec nos clients portent davantage sur la manière d'exploiter au maximum les avantages de ce groupe électrogène, plutôt que sur les questions que nous avions il y a peut-être deux ans : "Par où commencer ? Où choisir un onduleur ?" Aujourd'hui, la question est : "Voilà la solution. Comment en tirer le meilleur parti ?" Nous avons donc changé de cap, ce qui est une excellente nouvelle, car cela signifie que notre produit a trouvé un marché », a déclaré Davies.

« Une partie du processus consiste désormais à collaborer avec nos clients, comme pour les installations de moteurs, en analysant précisément le fonctionnement de la machine », a-t-il poursuivi. « Lors de nos échanges avec eux, nous pouvons examiner les cycles de charge et les facteurs d'utilisation de la plateforme, et collaborer avec eux pour déterminer la taille de batterie dont ils ont besoin et leur programme de charge. Tout cela vise à garantir que le système d'alimentation assurera la transition dont ils ont besoin. »

Vidéo : Perkins lance un groupe électrogène électrique à batterie au salon Bauma 2025 Perkins lance son démonstrateur technique de groupe électrogène électrique à batterie au salon Bauma de Munich, en Allemagne

La beauté de tout cela, a déclaré Davies, est qu'avec les tailles et les capacités des moteurs disponibles dans l'industrie, la technologie de batterie que possède Perkins et le fait que Perkins peut contrôler une grande partie du système, « nous sommes dans une excellente position pour offrir une plate-forme à grande échelle. »

Bien que le système dans sa forme actuelle imite la plate-forme du moteur 904, Davies a déclaré qu'il n'y avait aucune raison pour qu'il ne puisse pas être agrandi ou réduit pour être utilisé à la place d'autres séries de moteurs.

« Il s'agit de comprendre qui sont nos principaux clients, quelles sont leurs motivations, puis d'adapter les équipements en conséquence », a-t-il déclaré. « Bien que le package que nous voyons ici soit sous une forme unique à l'intérieur de la boîte, nous essayons d'éviter de parler de ce qu'il contient. Ce dont [les clients] ont besoin, c'est de puissance. Laissez-nous régler ce problème, et nous leur fournirons la puissance avec tout ce qui se trouve dans la boîte. »

« Ainsi, si d'autres moteurs, équipant d'autres machines, sont remplacés par des moteurs électriques, nous pouvons configurer leur empreinte en fonction de ces plateformes », conclut Davies. « Cela nous ouvre des marchés et des opportunités différents, que nous n'avions peut-être pas auparavant avec le diesel seul. »