Le système de charge combiné CCS

4. Paramètres d’optimisation et caractéristiques des modèles ... 138

4.1 Contraintes d’exploitation de la ligne d’affectation ... 138 4.2 Caractéristiques électrothermiques du modèle de batterie ... 139 4.3 Paramètres d’optimisation ... 141

SECTION 2.RESULTATS DE L’OPTIMISATION MONO-OBJECTIF DE LA RECHARGE D’UNE FLOTTE DE BUS ELECTRIQUES AU DEPOT DE BUS D’ARGENTEUIL ... 143

1. Introduction ... 143

2. Résultats de l’optimisation mono-objectif de la recharge d’une flotte de bus électriques ... 143

2.1 Optimisation mono-objectif : minimisation du coût de la recharge ... 143 2.1.1 Scénario 1 : Minimiser le coût de recharge d’un bus électrique ... 144 2.1.2 Scénario 2 : Minimiser le coût de recharge et la puissance efficace d’un bus électrique... 145 2.1.3 Scénario 3 : Minimiser le coût de recharge de deux bus électriques ... 147 2.1.4 Scénario 4 : Minimiser le coût de recharge de 10 bus électriques ... 148 2.1.5 Scénario 5 : Minimiser le coût de recharge de 10 bus électriques avec contrainte sur la puissance maximum ... 150 2.2 Optimisation mono-objectif : minimisation du vieillissement de la batterie ... 151 2.2.1 Scénario 6 : Minimiser le vieillissement calendaire d’un bus électrique ... 152 2.2.2 Scénario 7 : Minimiser le vieillissement complet d’un bus électrique ... 153 2.2.3 Scénario 8 : Minimiser le vieillissement complet d’un BE en conditions climatiques froides (hiver) ... 154 2.2.4 Scénario 9 : Minimiser le vieillissement complet d’un BE en conditions climatiques chaudes (été) .... 156 2.2.5 Scénario 10 : Minimiser le vieillissement de deux bus électriques avec une contrainte de jour de repos

158

SECTION 3.RESULTATS DE L’OPTIMISATION MULTIOBJECTIF DE LA RECHARGE D’UNE FLOTTE DE BUS ELECTRIQUES AU DEPOT DE BUS D’ARGENTEUIL ... 161

1. Introduction ... 161

2. Résultats de l’optimisation multiobjectif de la recharge d’un bus électrique ... 161

3. Analyse technico-économique de la stratégie de recharge optimale comparée à des stratégies de référence... 165

4. Etude de sensibilité de la stratégie de recharge aux paramètres des modèles ... 171

4.1 Analyse de l’influence du coefficient de convection ... 171 4.2 Analyse de l’influence du coefficient de convection ... 172 4.3 Analyse de l’influence de l’état de charge et de la température... 174

S

ection 1. Cas d’étude : Dépôt d’Argenteuil et

application à la méthodologie de recharge d’une

flotte de bus électriques

1. Introduction

Dans le cadre de la transition énergétique, la ligne 1 de bus du réseau R’bus exploitée par Transdev Transports du Val-d'Oise (TVO) a été équipée de 8 BEs. Cette section présentera dans un premier temps l’architecture et le fonctionnement de l’infrastructure de recharge de ces BEs au sein du dépôt d’Argenteuil. Le système de charge utilisé et la communication entre le bus et l’infrastructure de recharge seront par la suite détaillés. Ensuite, nous allons introduire l’application de l’approche méthodologique d’optimisation à une flotte de BEs réelle en l’occurrence celle correspondant au dépôt de bus d’Argenteuil. Nous présenterons les contraintes d’exploitation, les caractéristiques du modèle batterie ainsi que les paramètres d’optimisation qui seront appliqués à notre étude.

2. Architecture et fonctionnement de l’infrastructure de recharge

L’infrastructure de recharge considérée correspondant au site d’Argenteuil (cf. Figure IV.1) permet la recharge de 8 BEs en simultané. L’infrastructure est raccordée au réseau haute tension A (HTA) à partir d’un poste HTA/BT alimenté au primaire en 20 kV qui abaisse et alimente en 400 V triphasé les deux convertisseurs AC/DC et l’armoire TGBT/ACC. L’armoire TGBT/ACC regroupe un Tableau Général Basse Tension et l’armoire contrôle commande. L’armoire ACC comporte un automate « Energie » qui réalise le contrôle/commande des équipements : cellules haute tension, transformateur et armoire du Tableau Générale Basse Tension et Armoire Contrôle Commande (TGBT/ACC) et un automate « EMS » (Energy Managment System) qui réalise le contrôle/commande du système de conversion et qui contrôle la recharge des bus. Les convertisseurs AC/DC convertissent l’énergie nécessaire à la recharge des bus en courant continu 750 V. Ensuite, huit convertisseurs DC/DC dédiés à un chargeur chacun convertissent la tension

continue en une autre tension continue de plus faible ou plus grande valeur (450-800 V). Le chargeur permet de recharger les BEs et d’établir la communication avec le BMS de leurs batteries via l’automate EMS. En ce qui concerne les caractéristiques physiques de la communication, le protocole de communication utilisé est le PLC (PowerLineCommunication) qu’on expliquera par la suite [161]. La description technique des différents composants avec le schéma unifilaire de l’infrastructure de recharge ainsi que le schéma de l’architecture matérielle sont représentés respectivement dans les Annexes E et F.

Figure IV.1 – Architecture fonctionnelle de la station de recharge

3. Système de charge combiné et communication entre le bus et

l’infrastructure de recharge

La connexion entre le bus et l’infrastructure de recharge est réalisée par une prise standard de type 2 Combo CCS (cf. partie 3.1). Le bus communique avec le chargeur à l’aide d’un protocole de communication défini selon les normes : EN 61851-23/24, ISO 15118 et DIN SPEC 70121 [162]–[165]. Le chargeur est géré par l’automate « EMS » qui contrôle les équipements de conversion et réalise la communication avec le bus pour effectuer la recharge conformément à l’EN 61851-23 [162].

3.1 Le système de charge combiné CCS

La Norme international EN 61851-1 « Système de charge conductive pour véhicules électriques » [166] définit 4 modes de recharge : les mode 1, 2 et 3 concernent les VEs légers, alors que le mode 4 concerne les poids lourds électriques. Dans le cas de la charge conductive des BEs, on se retrouve dans le mode 4 avec une recharge en courant continu. En mode 4 le VE est connecté au réseau principal de distribution électrique par le biais d’un chargeur externe. Les fonctions de contrôle, de protection ainsi que le câble de recharge du véhicule sont installés de façon permanente dans l'installation. Le chargeur externe intègre le cordon et il est fixé à la borne avec une fiche type CHAdeMO ou Combo CCS qui est imposé par la norme EN 62196-3 comme standard européen [167]. Le Système de Charge Combiné CCS est présenté en détail dans l’Annexe G.