Turntide Technologies : les hybrides font peau neuve

Dans la course à l’électrification, il semble que l’hybridation ait souvent été ignorée comme étape du processus de décarbonisation.

« Dans un monde en évolution, on passerait au moteur à combustion interne, puis à l'hybride, puis au véhicule électrique. C'est un processus évolutif normal », a souligné Steve Hornyak, président-directeur général de Turntide Technologies. Ce n'est pas le cas pour de nombreux constructeurs et leurs fournisseurs.

Steve Hornyak, président et chef de la direction, Turntide Technologies.

« L'essor a été considérable en raison des fortes pressions sociales et économiques en faveur du passage direct aux véhicules électriques, en raison de l'effort mondial de décarbonation », a déclaré Hornyak. Les gouvernements ont contribué au financement de cette transition par des mesures incitatives et, dans certains cas, l'ont imposée, forçant l'industrie à s'engager dans cette voie.

Il apparaît de plus en plus clairement que la décarbonation ne doit pas être une question de tout ou rien. « Dans certains cas, la meilleure solution pour [une machine] sera un modèle 100 % MCI, diesel ou essence. Dans d'autres, un véhicule 100 % électrique sera peut-être une application et une finalité fondamentalement meilleures », a déclaré Hornyak. « Et puis, il y a ceux qui se situent entre les deux, où l'hybride est une solution idéale. »

Plus de gamme, moins de coûts

Avec un hybride, vous pouvez réduire la taille du moteur à combustion interne et le compléter en installant un moteur électrique en ligne, a souligné Hornyak.

« En règle générale, le moteur en ligne est la meilleure façon d'y parvenir et vous obtenez alors cette « bête » extrêmement performante dans un format plus petit et compact qui consomme moins de carburant, va plus loin avec un réservoir d'essence ou de diesel et est meilleur pour l'environnement qu'un moteur plus gros - mais pas aussi bon qu'un véhicule électrique pur », a-t-il déclaré.

Il a poursuivi en affirmant qu'un véhicule hybride peut être le meilleur choix pour de nombreuses applications aujourd'hui, en particulier lorsque l'anxiété liée à l'autonomie est une préoccupation et que l'électrique à batterie n'est pas pratique, comme certains types de véhicules commerciaux.

Les applications marines offrent un marché prometteur pour l'hybridation. L'image montre le bateau de travail hybride FollaPower 50EL. (Photo : Damen Shipyards Group)

Les applications marines constituent également un marché prometteur. « Nous constatons un fort intérêt dans l'industrie maritime pour permettre aux bateaux, qu'ils soient commerciaux ou non, de parcourir de plus longues distances, d'avoir plus de puissance dans un format plus compact, sans avoir recours à des batteries géantes. »

Au niveau du système, l'hybridation peut s'avérer une solution pratique pour l'hydraulique. L'ajout d'un ou plusieurs moteurs électriques pour alimenter le système permet d'utiliser un moteur diesel plus petit, ce qui, selon Hornyak, réduit les coûts initiaux et s'avère globalement plus rentable à long terme.

« On entre maintenant dans une mode avec l'hybridation où l'accent n'est plus forcément mis sur la préservation de la planète. C'est écologique… mais c'est écologique par rapport aux économies », a déclaré Hornyak. « Elle fonctionne plus efficacement, consomme moins de carburant, a des coûts d'exploitation plus faibles et offre des performances supérieures. Bref, tout ça, et, au fait, c'est excellent pour l'environnement. »

L'hybridation, comme les véhicules à combustion interne, devrait perdurer, a-t-il poursuivi. « Est-ce que je pense qu'avec le temps, les véhicules à combustion interne deviendront une application de niche et que les véhicules hybrides et électriques se partageront la part du lion ? Oui, je le pense. Mais ce sera dans plus de dix ans. D'ici là, on aura un bon mélange des trois dans tous les types d'applications. »

Choix optimal pour les hybrides

Associer le bon moteur et le bon moteur est crucial pour les hybrides. Si les moteurs à flux radial sont plus courants dans de nombreux scénarios, les moteurs à flux axial offrent des avantages certains en matière d'hybridation, a déclaré Hornyak, notamment un profil plus compact, un poids plus léger et une densité de puissance plus élevée.

« Vous obtenez un couple plus élevé, plus de puissance, une consommation de carburant fossile plus faible dans un ensemble plus efficace en termes d'espace que vous n'en obtiendriez avec n'importe quelle autre technologie disponible aujourd'hui », a-t-il affirmé.

Si vous avez la taille et l'espace nécessaires pour installer [un moteur radial] et que vous acceptez d'utiliser un moteur plus gros pour produire la même puissance, c'est acceptable. Mais la plupart du temps, avec les hybrides, l'espace est limité car il y a un moteur thermique et un moteur électrique, et vous essayez de les placer dans le même espace que le moteur thermique précédent, sans pour autant repenser l'ensemble du véhicule.

Les moteurs à flux axial, comme l'AF430S de Turntide, offrent des avantages tels qu'un profil plus compact, un poids plus léger et une densité de puissance plus élevée. (Photo : Turntide Technologies)

Un moteur à flux axial, ou « crêpe », permet généralement au moteur et au moteur de s'adapter à l'empreinte d'origine, a déclaré Hornyak.

Par exemple, Turntide collabore actuellement avec une grande entreprise internationale indienne pour tester son moteur à flux axial sur des véhicules utilitaires légers. « Ils nous ont dit : "Steve, on ne peut pas modifier la conception, l'architecture ou le châssis de ce véhicule, mais on veut un moteur diesel plus petit et aligner le flux axial avec lui dans le même espace." Aucune autre technologie ne leur était proposée. Il fallait le flux axial. »

Les moteurs à flux axial sont disponibles dans une large gamme de configurations. « Ce moteur plat offre de nombreuses possibilités de configuration pour répondre à vos besoins », explique Hornyak. « L'une des particularités de Turntide est que nous proposons un système hautes performances et hautement configurable, contrairement à une conception standard ou à un atelier de fabrication de moteurs sur mesure. Nous avons réuni le meilleur de ces deux mondes. »

Collaboration main dans la main

Pour aider à déterminer la bonne solution, le groupe de réussite client et d'ingénierie des applications de Turntide travaille en étroite collaboration avec les équipes internes d'un OEM ou avec des intégrateurs de systèmes pour garantir que le client obtienne la solution optimale.

« Nous travaillons main dans la main avec eux pour les aider à comprendre leur application et à s'assurer que nous mettons en place le bon moteur à flux axial, la bonne configuration de ce moteur et que nous l'associons à l'onduleur approprié », a expliqué Hornyak.

Turntide travaille en étroite collaboration avec ses clients pour identifier la combinaison de moteurs à flux axial la mieux adaptée à leurs besoins. (Photo : Becky Schultz)

Prenons l'exemple d'une application récente : un équipementier du secteur maritime avait un projet impliquant une longueur axiale réduite, un diamètre complexe et un couple de sortie élevé. Ce projet nécessitait un moteur à couple élevé dans un boîtier compact afin d'optimiser la configuration de la transmission. La conception et la livraison d'un échantillon devaient être réalisées en cinq mois, l'ensemble du programme étant achevé en 18 mois.

Le système hybride, livré dans un délai serré, a permis une réduction significative du bruit, ce qui a profité à l'application ciblée dans les bateaux de plaisance, a amélioré les manœuvres lors de l'accostage et a généré des économies de coûts car le moteur assurait la propulsion et la production d'énergie.

Dans un autre exemple, le constructeur devait convertir un camion-benne rigide d'une charge utile de 291 tonnes pour qu'il fonctionne avec une pile à combustible à hydrogène. Ce système devait inclure des moteurs électriques pour piloter d'importantes fonctions auxiliaires, dont deux pompes hydrauliques.

Ce projet consistait à moderniser des composants diesel traditionnels avec un groupe motopropulseur électrique, tout en préservant les performances, la fiabilité et l'efficacité du camion en milieu minier. Le projet s'est déroulé en deux étapes. Le système hydraulique, composé de deux pompes actionnant la direction, les freins, le treuil et le système de refroidissement des freins, a été le premier à être électrifié.

L'équipe de Turntide a identifié la configuration et les spécifications du moteur à flux axial adaptées aux exigences du constructeur. Ces moteurs ont optimisé la gestion thermique et énergétique, permettant au fabricant de créer une plateforme agnostique permettant de réduire les coûts d'exploitation tout en minimisant l'impact environnemental. Cette plateforme est adaptée aux technologies de batteries, de piles à combustible et hybrides personnalisées. Cette transition a également permis l'évolutivité future de l'électrification.

« Les moteurs à flux axial », a commenté Hornyak, « sont une technologie tout simplement phénoménale pour l'électrique et l'hybridation de nouvelle génération. »