Hybrid Drive

Premier système de propulsion hybride pour les machines de chantier

Innovation de DEUTZ et WEYHAUSEN.

Avec la présentation d'un système de propulsion hybride pour une chargeuse à roues de WEYHAUSEN, la DEUTZ AG, Cologne, a su lors de la bauma 2007 poser de nouveaux objectifs dans le domaine de la propulsion pour les machines de chantier. Avec ce premier projet mondial, en collaboration étroite avec HEINZMANN et WEYHAUSEN, les partenaires du projet veulent présenter de nouvelles solutions pour la propulsion. Les systèmes de propulsion hybrides actuels, de véhicules utilitaires et à personnes, montrent des résultats prometteurs avec des économies jusqu’ à 30% sur la consommation d'essence. Ce potentiel doit être utilisé à l'avenir avec les systèmes de propulsion hybrides DEUTZ pour les machines de chantier. Face à la situation des demandes de limitation des émissions de CO2, les systèmes de propulsion hybrides pourraient apporter une contribution considérable dans la réduction du rejet de CO2.

Les systèmes de propulsions hybrides se composent en règle générale d'un moteur pour la combustion, d´éléments d´entraînement conventionnels comme la boîte de vitesses, l´ axe et l'installation hydraulique, une machine électrique (générateur du moteur), une électronique de puissance et une batterie à grande puissance.

Dans le fonctionnement en mode moteur, La machine électrique puisse de l´énergie dans la batterie et la dirige au groupe propulseur. Dans le cas inverse, en mode générateur, la machine électrique puisse l´énergie du groupe propulseur et recharge la batterie. On peut ainsi couvrir des pics de puissance, dimensionné le moteur de manière compacte et marcher au point de fonctionnement idéal. Le résultat, est un degré d'efficacité du système d'entraînement largement amélioré.

Avec la première étape, un système dit hybride « doux » de DEUTZ et WEYHAUSEN fut présenté à la bauma. Celui-ci est composé d´ un générateur de moteur inséré dans le groupe de propulsion entre le moteur diesel et la pompe hydraulique. Ce genre de système permet des économies de carburant entre 10 et 20%.

Un moteur diesel DEUTZ de quatre cylindres de la série 2011 avec une puissance de 36,9 kW et un régime de 2100 min-1 est utilisé. Au lieu du volant et du boitier de volant, on a inséré une machine électrique très compacte et puissante. Le degré d'efficacité de cette machine synchrone se situe au delà de 90 %. En raison de la densité de puissance élevée, la machine électrique et l'électronique de puissance sont refroidies à l'huile. La puissance nominale de la machine électrique s'élève à 10 kW, la puissance de crête à 30 kW.

HEINZMANN, un fabricant connu de systèmes asservi automatiquement est un fournisseur et partenaire depuis des décennies de DEUTZ moteur. Celui-ci développe et fabrique les machines électriques et l'électronique de puissance. En raison du concept modulaire, ces composants peuvent aussi être utilisés sur d'autres appareils.

L'installation du système de propulsion hybride dans la chargeuse à roues s'organise sans problèmes. Le moteur diesel et la machine électrique intégré n´étant pas plus long que le moteur diesel original. Une batterie au lithium fournit par Axeon fait office de réservoir d'énergie. Celle ci a été spécialement développé pour ce projet d´après les spécifications de DEUTZ et WEYHAUSEN.

Dans la première phase de construction du système de propulsion hybride, les fonctions suivantes ont été réalisées :

  • Marche et arrêt : arrêt moteur automatique dans les phases de marche à vide, départ moteur automatique, si le fonctionnement doit se poursuivre. Le moteur est démarré par la machine
    électrique. Le démarreur est supprimé.
  • Power-Boost : Lors de puissance de crête, la machine électrique est mise en marche.
  • Charger batterie : Si le moteur diesel a un excédent de puissance, la machine électrique peut  charger la batterie en mode générateur.
  • Récupération : Une partie de l'énergie de freinage est récupérée par la machine électrique et est stockée dans la batterie.
Ce système est testé et inséré dans une chargeuse à roues WEYHAUSEN du type ATLAS ACRE 65-Hybrid. Lors de l´ étape de développement de la propulsion, toutes les propulsions mécaniques se font par force hydraulique. Dans la prochaine étape, la propulsion de la chargeuse à roues s´effectuera avec un système hybride complet. En plus des fonctions mentionnées ci-dessus, on peut réaliser ponctuellement un fonctionnement purement électrique sans émissions.