Avec de nombreuses caractéristiques telles que la densité de puissance, les systèmes hydrauliques sont devenus le choix à long terme pour de nombreux engins mobiles non routiers. Ces dernières années, sous l’impulsion de réglementations de plus en plus strictes et de progrès technologiques continus, l’électrification devrait devenir la direction dominante à l’avenir.
Alors, lorsque la technologie hydraulique traditionnelle rencontre la technologie électrique, quel type d’étincelle vont-elles entrer en collision ?
Aujourd'hui, nous discutons de la manière de tirer parti de la technologie hydraulique et électrique pour combiner les composants hydrauliques, les moteurs et les commandes du véhicule afin d'optimiser les performances de la machine et de relever les défis de l'avenir.
01. Le système hydraulique ne disparaîtra pas
Le marché investit plus d’argent que jamais dans la recherche sur les technologies électriques. Selon une analyse de Reuters, les constructeurs automobiles mondiaux prévoient de consacrer plus de 5 000 milliards de dollars à la recherche et au développement de véhicules électriques et de batteries d’ici 2030. En intensifiant leurs investissements, ils prévoient d’éliminer progressivement les véhicules à combustibles fossiles et d’atteindre des objectifs de décarbonation de plus en plus stricts. Tous les investissements ont un objectif commun : la vulgarisation précoce des systèmes électriques. Mais cela ne signifie pas qu'ils seront partout, notamment pour les systèmes hydrauliques dans des scénarios de travail spécifiques, et ils ne disparaîtront pas de si tôt. Dans certaines applications, un système hydraulique constitue un système plus adapté.
La densité de puissance du système hydraulique est très bonne et son importance dans le domaine de la transmission de puissance est évidente-.
Il a été constaté que l’ajout de systèmes électriques aux systèmes hydrauliques peut améliorer les performances du produit et réduire le bruit. En fait, les technologies combinant les avantages de la technologie hydraulique et électrique sont plus prometteuses. L’industrie utilise diverses manières pour combiner la technologie électrique avec les plates-formes existantes afin d’améliorer la densité et l’efficacité énergétiques.
02. Combinaison de conception hydraulique et électrique
Nous devons utiliser la technologie traditionnelle, mais l’améliorer, en combinant les avantages de la technologie hydraulique et de l’entraînement électrique pour maximiser les avantages de l’électrification.
Il ne sera toutefois pas facile de trouver le bon équilibre. Les fabricants de machines de marche s'orientent vers l'électrification de la transmission, et les principaux problèmes auxquels ils sont confrontés sont de savoir comment fournir un couple suffisant à l'équipement et comment utiliser efficacement l'électricité. Comme pour les systèmes de transmission, la conception des composants de transmission basée sur la charge maximale requise pour soulever ou déplacer l'équipement nécessite des calculs précis. Pour une excavatrice pleine grandeur-, il est nécessaire de prendre en compte son temps de creusement et la quantité de travail tout au long de la journée. Cet outil est généralement entraîné hydrauliquement et extrait la pression et le débit d’une pompe alimentée par un moteur diesel d’une machine ambulante. Dans un système entièrement-électrique, l'outil peut être alimenté par un moteur robuste-qui entraîne des vis à billes ou d'autres composants linéaires. Cependant, même sur les plates-formes hybrides, la taille de l'actionneur qui effectue réellement le travail et sa consommation électrique peuvent être importantes.
La combinaison de l’énergie électrique et hydraulique est une solution plus efficace. Pour déplacer une charge d'un poids spécifique, il faut atteindre une puissance spécifique, qu'il s'agisse de la tension et du courant du moteur, ou du débit et de la pression du cylindre, et enfin, du couple nécessaire pour produire le travail. Le moteur utilise un générateur plutôt qu'un moteur diesel pour alimenter le système hydraulique. Le générateur entraîne une pompe hydraulique ouverte qui alimente les cylindres qui entraînent les outils de la pelle. Celui-ci tire parti des excellentes caractéristiques de densité de puissance du système hydraulique, tout en passant d'un système à moteur à combustion interne à un système d'entraînement électrique en termes de puissance. En optimisant les systèmes hydrauliques et électriques, nous sommes arrivés à la conclusion importante que nous devrions utiliser les deux systèmes ensemble, en nous concentrant sur le rôle de chaque composant dans le système global, plutôt que de nous concentrer uniquement sur des composants individuels.
03. L’énergie hybride est aujourd’hui la norme
Malgré les progrès de la technologie des batteries et des piles à combustible, elles ne sont toujours pas en mesure de répondre aux besoins énergétiques élevés de nombreux véhicules lourds, notamment les véhicules tout-terrain-, dans des conditions difficiles. Alors que les batteries continuent d’évoluer et s’efforcent de briser les chaînes qui limitent la propagation de l’électrification, les groupes motopropulseurs hybrides constituent la solution temporaire idéale. Les systèmes hybrides sont particulièrement adaptés aux gros équipements avec de longs cycles de fonctionnement, qui ne conviennent pas à tous les-systèmes électriques en termes de coût total de possession.
Les appareils hybrides combinent la densité de puissance d'un générateur diesel avec les performances de réduction des émissions d'une batterie, contenant un moteur diesel plus petit et une batterie et un moteur rechargeables, tout en répondant aux exigences de fonctionnement à haute-intensité et de faibles émissions. Jusqu’à présent, les systèmes hybrides ont principalement été utilisés pour alimenter les fonctions de travail, mais peuvent également alimenter les fonctions de remorquage des gros camions et des bus.
04. L'avenir est un monde électrique
L’électrification des véhicules et des équipements s’est progressivement accélérée ces dernières années, même pour les équipements lourds (quoique à un rythme relativement lent). Compte tenu du rythme actuel du développement technologique, de nombreux acteurs du secteur s’attendent à ce que les progrès vers l’électrification s’accélèrent encore après 2030.
