La batterie intégrée qui fait croire aux engins de chantier qu'il s'agit d'un moteur

Paul Muller, directeur technique des ventes chez Perkins. Image : KHL

Le nouveau groupe motopropulseur électrique à batterie a été présenté pour la première fois par Paul Muller, directeur technique des ventes de Perkins, dont le siège social est au Royaume-Uni, lors d'un événement à Londres plus tôt cette année.

Il était évidemment ravi de pouvoir en parler en détail lorsque Construction Briefing l'a rencontré à la Bauma de Munich pour discuter de l'unité conçue pour être « plug and play », ce qui signifie qu'elle peut être intégrée à une machine et fonctionner avec tous les composants et l'électronique comme le ferait un moteur diesel.

« Le groupe motopropulseur fonctionne exactement comme un moteur. Nous disposons donc toujours d'une entrée pour le contacteur à clé. Nous contrôlons le groupe motopropulseur, et le bloc d'alimentation peut émettre un signal de pression d'huile, même en l'absence d'huile, car certaines machines ont besoin de connaître la pression d'huile avant de pouvoir fonctionner », explique Muller, en référence à la façon dont le groupe imitait un moteur.

En imitant un moteur et en émettant un signal similaire, nous obtenons un véritable remplacement direct de l'un de nos moteurs. Cela signifie que les constructeurs peuvent continuer à construire leurs machines diesel, car le marché reste important, mais cela leur permet également de proposer l'électrique en option.

Système compact encastrable

Le système se compose d'une batterie Perkins, d'onduleurs, de moteurs et de chargeurs embarqués, le tout regroupé dans un système compact et prêt à l'emploi. À l'intérieur du boîtier se trouvent une batterie de 64 kWh et 600 volts, un moteur capable de fournir une puissance de pointe de 100 à 105 kW, 75 kW en continu et un chargeur embarqué de 22 kW.

L'unité est de la même taille que le moteur Perkins 904, 3,6 litres de 106 kilowatts et bien qu'il soit techniquement possible d'intégrer l'unité dans une machine existante à la place d'un moteur diesel - modernisant ainsi efficacement la machine pour qu'elle soit à zéro émission - ce n'est pas l'idée principale derrière l'unité.

L'objectif principal, explique Muller, est de permettre aux constructeurs automobiles d'électrifier plus facilement les modèles moins essentiels, ceux dont le coût de recherche et développement n'a pas encore été justifié. Il ajoute qu'initialement, Perkins pensait que la solution intéresserait davantage les petits constructeurs, en début de parcours d'électrification, mais qu'en réalité, elle intéresse des entreprises de toutes tailles.

« Plusieurs grands constructeurs proposent déjà une gamme de produits électriques, mais certains modèles ne répondent pas à la demande et ne justifient pas leur développement. Cela leur permet d'élargir leur gamme avec des modèles pour lesquels ils n'ont pas jugé nécessaire de déployer des efforts d'ingénierie, s'ils peuvent proposer des solutions sans avoir à reconfigurer leurs machines », révèle Muller.

Ils y voient en effet de nouvelles opportunités pour étoffer leur gamme. Ils ont développé des versions électriques pour leurs produits phares, mais aussi pour leurs produits moins phares, qui ne l'ont pas encore fait. Cela leur permet de le faire avec moins d'efforts d'ingénierie. Ce mélange d'équipementiers est d'ailleurs très intéressant.

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Coût élevé du développement des équipements électriques

Comme Muller l'indique ci-dessus, la quantité de travail d'ingénierie nécessaire pour électrifier un équipement pour la première fois est substantielle et c'était l'une des forces motrices derrière l'idée de l'unité de puissance.

« Nous menions un projet d'électrification avec un autre équipementier. Ils utilisaient notre batterie, mais fournissaient les moteurs et les onduleurs eux-mêmes. L'effort d'ingénierie que nous avons dû fournir, tout comme le leur, était considérable. Cela nous a été très bénéfique en termes d'apprentissage, mais cela nous a aussi fait comprendre que nous ne voulions pas recommencer autant de fois », dit-il avec un rire ironique.

Moteur de la série 2600 exposé lors de la conférence de presse Perkins à Londres. Perkins affirme que la batterie reproduit le fonctionnement d'un moteur. Image : KHL

Une fois l'idée née, il explique que la construction de l'unité s'est déroulée assez rapidement ; elle a pris environ neuf mois. « Le montage s'est très bien déroulé. L'équipe a joué à un jeu de Tetris vraiment réussi pour mettre tous les éléments dans la boîte. Nous sommes ravis du résultat. »

Perkins construit actuellement d'autres unités de batterie et prévoit de tester quatre prototypes auprès de quatre constructeurs différents dans différentes applications au cours des six à neuf prochains mois. Les informations recueillies lors de ces tests devraient fournir des informations utiles pour optimiser l'unité.

Lorsqu'on lui demande sur quel type d'équipement il voit la batterie utilisée, Muller répond : « Presque tout ; c'est là tout l'intérêt. En imitant le moteur, en imitant sa taille, tout ce qui en utilisait un peut l'utiliser. »

La première machine à tester l'unité est une machine de fusion de tubes, qui assemble deux tubes thermoplastiques par la chaleur et la pression. Muller indique qu'ils ont déjà pu extraire de nombreuses données de cette machine, notamment qu'elle fonctionne souvent à 50-60 % au ralenti, ce qui signifie qu'avec un moteur conventionnel, elle consomme inutilement beaucoup de diesel.

À l'avenir, il pourrait s'agir d'une petite famille de batteries Perkins de différentes tailles. Image : KHL

Projets électriques futurs

Même si, dans une certaine mesure, ce qui va suivre sera influencé par ce que révéleront les tests des quatre prototypes, Muller a déjà des plans en place sur la direction que ce concept pourrait prendre ensuite.

« J'aimerais que ce modèle arrive à terme dans deux ou trois ans, avec une gamme complète… deux ou trois modèles différents pour couvrir toute la gamme. Je ne pense pas que nous essayions de dire que ce modèle atteindra nécessairement les gammes de puissance supérieures, comme c'est le cas aujourd'hui avec le moteur diesel », dit-il.

Il existe également un avenir potentiel avec des ajouts et des extensions pour l'unité : si une machine n'a plus besoin d'un réservoir de carburant ou de quelque chose d'autre associé à un moteur diesel, à quoi peut servir cet espace supplémentaire ?

« Nous avons déjà évoqué des sujets comme l'emplacement du réservoir AdBlue. Pourrions-nous utiliser cet espace pour autre chose, en complément ? Comment pourrions-nous proposer de l'énergie supplémentaire, par exemple des options de recharge rapide en courant continu, mais en complément plutôt qu'en tant que produit principal ? Car je pense que la simplicité du système, intégrée à l'espace dont il dispose, est une proposition vraiment intéressante », affirme-t-il.

À première vue, le motoriste Perkins et Tetris n'ont rien en commun, mais tous deux accordent une grande importance à l'espace et à la gestion optimale de l'espace. L'aventure électrique des constructeurs automobiles n'est pas un jeu, mais il sera intéressant de voir s'ils ont reçu un code de triche pour assurer le succès futur de ce nouveau moteur.