Transfluid s'efforce de simplifier les conversions hybrides

La série de transmissions hybrides HM est conçue pour s'adapter entre un moteur à combustion interne avec volant et carter SAE et une transmission avec entrée SAE. (Photo : KHL Staff)

La diversité des conceptions de transmission utilisées sur les marchés industriels et maritimes a toujours posé des défis lors de la conversion d'un système diesel 100 % à un système diesel-électrique. Transfluid, spécialiste des équipements de transmission industriels, a décidé de remédier à cette situation en développant une solution destinée à simplifier le processus.

Forte de son expérience dans la production d'équipements et de transmissions de puissance, ainsi que de moteurs/générateurs électriques, l'entreprise s'est associée à des fabricants de batteries et de contrôleurs de moteur pour développer la série de transmissions hybrides HM. Ce module hybride, proposé en plusieurs versions, est conçu pour être intégré entre un moteur à combustion interne équipé d'un volant et d'un carter SAE et une transmission à entrée SAE. Selon Transfluid, il en résulte une solution plus standardisée.

« Nous fournissons le module hybride, le contrôleur, les batteries, le système de gestion de la batterie – tout le nécessaire pour créer un véhicule hybride », a déclaré Chris Campbell, directeur général de Transfluid. « Si vous êtes un petit fabricant de machines qui ne dispose pas des ressources nécessaires pour fabriquer un système hybride, nous pouvons vous montrer comment y parvenir rapidement. »

Ce chemin peut durer seulement six mois grâce à la série de solutions pré-développées et « pseudo-sur mesure » de l'entreprise.

Conception à sécurité intégrée

De nombreux systèmes de conversion existants sont équipés d'une machine électrique (moteur-générateur) montée directement sur le volant moteur, a souligné Campbell. En cas de panne du système, le véhicule ou le bateau est soit « immobilisé », soit uniquement équipé du moteur.

Avec le système de transmission HM, l'entrée fait office d'embrayage à commande hydraulique ou pneumatique. Une fois débrayé, le moteur est déconnecté de la transmission, permettant au véhicule ou au bateau d'être propulsé par le moteur électrique, sans émissions et avec un minimum de bruit. Si le moteur est en marche, l'embrayage est engagé et le moteur électrique devient un générateur capable de recharger les batteries, si nécessaire. Cette séparation protège contre les pannes imprévues du système.

« Si notre système électrique tombe en panne, il reste un diesel », a déclaré Campbell. « Si le diesel tombe en panne, il reste un véhicule électrique. »

Le système de transmission HM faisait partie de la modernisation du Western Flyer, un bateau en bois emblématique de 77 pieds immortalisé dans un roman de John Steinbeck. (Photo : Transfluid)

Le moteur thermique et le moteur électrique peuvent également fonctionner simultanément pour activer le mode « booster », qui fournit un couple supplémentaire à la transmission lors des accélérations. Selon Transfluid, cela permet aux constructeurs d'optimiser le dimensionnement du moteur à combustion interne en fonction de l'application.

Besoin limité de biens immobiliers

La machine électrique peut être montée dans plusieurs positions pour offrir un ajustement optimal au compartiment moteur, que ce soit dans les véhicules et bateaux neufs ou pour une mise à niveau sur des équipements existants.

Selon Campbell, l'espace requis pour l'installation est limité. Seule une courte distance entre le moteur et la transmission est nécessaire, généralement quelques centaines de millimètres seulement.

« Nous devons connaître la position du carter du volant moteur jusqu'à la tête de la transmission hybride pour installer le module hybride », a expliqué Campbell. « Ensuite, nous devons également prévoir l'espace nécessaire pour installer les batteries, car elles font partie du système hybride. »

Toutes les opérations sont contrôlées par un contrôleur électronique propriétaire qui communique avec l'équipement via le protocole CAN Bus, permettant une solution plug-and-play simple, a ajouté Transfluid.

Faire l'histoire

L'une des applications les plus marquantes et historiques du système de transmission HM a peut-être été la modernisation du Western Flyer, un bateau en bois emblématique de 77 pieds construit en 1937 et surtout connu pour avoir été affrété par John Steinbeck pour une expédition de recherche en 1940 dans le golfe de Californie, qu'il a ensuite relatée dans The Log from the Sea of Cortez.

Le bateau a récemment été restauré par la Western Flyer Foundation et remis en service comme navire de recherche halieutique. Bien que la fondation espérait initialement convertir le bateau en navire 100 % électrique, elle a finalement opté pour un hybride diesel-électrique, alimenté principalement au diesel, mais pouvant passer en mode électrique pendant de courtes périodes, selon les besoins de la recherche.

Pour la propulsion électrique, deux moteurs électriques de 100 ch permettent au Flyer d'atteindre sa pleine vitesse en mode électrique. (Photo : Transfluid)

Le système est composé d'un moteur diesel 6 cylindres en ligne turbocompressé John Deere 6135 de 425 ch, couplé à un module hybride Transfluid HM3350 fourni et pris en charge par Palmer Johnson Power Systems, distributeur de composants de transmission. Palmer Johnson a également fourni la transmission marine Twin Disc MGX516. Côté propulsion électrique, deux moteurs électriques de 100 ch permettent au Flyer d'atteindre sa pleine vitesse en mode électrique et de fonctionner silencieusement en mode veille.

Le module HM3350 comprend également trois têtes de prise de force supplémentaires pour entraîner la pompe de direction, ainsi qu'une pompe débrayable pour le fonctionnement de l'équipement de recherche. Les extensions de têtes de prise de force permettent une intégration transparente avec le moteur diesel Tier 4 et l'engrenage marin. Transfluid a fourni le contrôle de propulsion, le système de communication CANBUS et tous les composants nécessaires à l'alimentation hybride complète. L'opérateur peut passer du mode diesel au mode électrique à la volée par simple pression sur un bouton, et activer ou désactiver le système hydraulique depuis la passerelle de commande.

Pour le stockage de l'énergie, des batteries lithium fer phosphate de 115 kWh assurent l'autonomie en mode électrique et alimentent les systèmes de la maison.

Le bateau, dont le voyage inaugural est prévu pour fin 2023, est également capable de se recharger en mode diesel en utilisant la puissance du moteur, ou à quai en utilisant l'alimentation à quai.

Photo : Transfluid

Une première pour la Croatie

Transfluid a été choisi pour fournir son système de transmission hybride HM au premier catamaran hybride construit dans un chantier naval croate. Commandé par la réserve publique de Lokrum à Dubrovnik, ce catamaran en aluminium de 15 mètres transportera jusqu'à 50 passagers sur la mer Adriatique entre Trsteno et Lokrum.

Le système de propulsion hybride HM2000, fourni par Transfluid, intègre deux moteurs de 20 kW et deux batteries de 100 Ah, permettant une navigation silencieuse et écologique jusqu'à 18 nœuds. Le parc de batteries de traction dédié et le mode régénération permettent d'alimenter les services à bord pendant la navigation grâce au moteur thermique.

Selon Transfluid, cette solution avancée réduit non seulement les polluants atmosphériques, mais contribue également à améliorer l'efficacité énergétique, réduisant ainsi l'impact environnemental global du catamaran.