De plus en plus de bus aux Pays-Bas sont électriques. À l'heure actuelle, environ 80 % de tous les nouveaux autobus sont propulsés par un moteur électrique. Bonne nouvelle pour le climat, me direz-vous. Mais il y a un problème :parce qu'il est souvent difficile de prévoir combien d'énergie il reste dans la batterie, plus de bus sont programmés que nécessaire. Les compagnies de bus doivent aussi souvent planifier des mois à l'avance. doctorat le chercheur Camiel Beckers pensait que cela pourrait être fait plus efficacement. Il a développé des modèles qui peuvent prédire exactement la quantité d'énergie qu'un bus électrique utilisera sur un itinéraire particulier.

Comme les voitures particulières électriques, les bus électriques sont propulsés par un ou plusieurs moteurs électriques, qui reçoivent l'énergie d'une grosse batterie à bord du véhicule. La distance que peut parcourir le bus, son autonomie, dépend de deux facteurs :la capacité de la batterie et la consommation d'énergie du véhicule.

Parce qu'il n'est pas facile d'augmenter la capacité énergétique d'un bus électrique (les batteries sont grosses et lourdes), ces bus ont une autonomie plus courte que les bus diesel conventionnels. "De plus, l'autonomie varie pas mal selon le véhicule, la route, le trafic et la météo", explique Camiel Beckers, chercheur au sein du groupe de recherche Dynamics and Control du département de génie mécanique de la TU/e.

"Ce n'est pas seulement gênant pour le conducteur individuel, car il ne sait pas combien de temps le bus peut encore rouler, c'est aussi ennuyeux pour les personnes qui font la planification. Ils doivent souvent préparer plus de bus qu'il n'en faut réellement, juste pour être prudent, ce qui bien sûr n'est pas très efficace."

Glissement et suspension

Cela a inspiré le jeune chercheur à développer un outil qui prédit en détail la consommation d'énergie des bus électriques. "Mon outil prend en compte non seulement les informations d'itinéraire, telles que la vitesse maximale autorisée sur l'itinéraire, mais également les données météorologiques actuelles et la pente de la route."

La prédiction repose principalement sur des modèles physiques qui simulent la dynamique des véhicules des autobus. Pensez à la résistance au roulement des roues, à la traînée aérodynamique et aux pertes qui se produisent lors de l'entraînement des roues. "Nous avons ensuite enrichi ces modèles avec des données réelles sur la météo et des informations sur l'itinéraire, telles que l'emplacement des feux de circulation", explique Beckers.

Le chercheur a testé son modèle avec des bus urbains électriques de VDL, qui sont utilisés dans la ville d'Eindhoven. "Cela a montré, entre autres, que les virages consomment beaucoup d'énergie, jusqu'à 5 % de la consommation de la chaîne cinématique. C'est parce que les pneus ont tendance à glisser davantage dans un virage. Nous avons également constaté que la suspension des bus consomme de l'énergie supplémentaire. lors de la conduite sur des surfaces de route inégales. Sur des routes accidentées, cela coûte jusqu'à 13 % de la consommation d'énergie moyenne des bus urbains."

Apprentissage en ligne

La beauté du travail de Beckers est que ses modèles deviennent de plus en plus intelligents. "En utilisant des méthodes d'estimation de paramètres dites récursives (apprentissage en ligne), mes modèles s'améliorent automatiquement à mesure que de nouvelles données deviennent disponibles."

En fin de compte, Beckers a pu prédire, avec une marge d'erreur de seulement 10 %, la quantité d'énergie qu'un bus particulier utiliserait sur un itinéraire particulier. "A partir de là, en combinaison avec les modèles de batterie existants, vous pouvez également prédire l'autonomie exacte."

Planification dynamique

Beckers, qui travaillera au TNO après son doctorat, espère que ses modèles seront particulièrement utiles dans la planification dynamique des autobus. "Actuellement, les bus sont programmés des mois à l'avance, ce qui n'est pas toujours efficace. Dans le futur, cela peut se faire beaucoup plus tard, une semaine à l'avance, voire un jour avant. Cela a bien sûr toutes sortes d'avantages, comme efficacité et flexibilité."

Le chercheur voit également des applications pour les voitures particulières, à condition que l'itinéraire soit raisonnablement prévisible. "Pensez aux navetteurs qui empruntent chaque jour le même itinéraire pour se rendre au travail. Ils bénéficieraient également d'un peu moins d'anxiété liée à l'autonomie, bien sûr."