Un système de véhicules électriques mieux optimisé
L’avenir sera probablement électrique, mais le chemin pour y parvenir reste semé de questions et d’incertitudes. Prenons l’exemple du véhicule électrique (VE). Si ces véhicules joueront un rôle essentiel dans la réduction des émissions de carbone et de la dépendance énergétique de l’UE, les conducteurs restent toutefois préoccupés par l’autonomie, la durée des recharges et le manque d’infrastructures de recharge. Le projet OPEVA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) se propose de répondre à ces préoccupations. Réunissant 35 partenaires de neuf pays européens(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ce projet financé par l’UE vise à faire des VE une solution réellement fiable et économe en énergie, aussi bien pour les particuliers que pour les flottes de véhicules. «Nos travaux font progresser la gestion des itinéraires et l’ingénierie des batteries en dépassant les solutions isolées fondées sur un seul objectif pour développer des systèmes intégrés pilotés par l’IA, qui placent l’énergie, la sécurité et la sûreté au cœur de la prise de décision», explique Tom Dizdarevic, chercheur chez Pertimm(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le partenaire coordinateur du projet.
Optimiser les livraisons du dernier kilomètre avec des véhicules électriques
L’une de ces solutions intégrées est le service d’itinéraires énergétiquement optimisés KT9. Ce service prend en compte la consommation d’énergie des VE dans les livraisons du dernier kilomètre, et pas seulement la distance ou la durée des trajets. Les outils d’itinéraire traditionnels optimisent un seul objectif et ignorent les contraintes propres aux VE: consommation d’énergie, autonomie limitée et comportement lors des recharges», souligne Ahmet Yazici, professeur à l’ESOGU(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), partenaire du projet. Le service d’itinéraires KT9 considère les livraisons du dernier kilomètre comme un problème d’itinéraire pour VE soumis à des contraintes horaires, tout en intégrant explicitement les caractéristiques des véhicules et les données externes. Pour ce faire, il utilise un algorithme innovant de recherche adaptative à grand voisinage, qui combine recherche locale et recuit simulé afin d’optimiser simultanément quatre paramètres: distance totale, durée du trajet, consommation d’énergie et retards. «La livraison du dernier kilomètre est l’un des maillons les plus coûteux, les plus encombrés et les plus émetteurs de la chaîne logistique», ajoute Ahmet Yazici. «En optimisant la consommation énergétique des itinéraires de VE, notre solution réduit directement l’angoisse liée à l’autonomie, améliore l’utilisation des flottes et diminue les émissions, précisément dans les environnements urbains où leurs effets sont les plus néfastes.»
Améliorer les performances des batteries de VE
Outre le service d’itinéraires, OPEVA a développé des algorithmes avancés de gestion des batteries (BMS) pour estimer leur état de santé et leur état de charge, assurer une commande des moteurs tolérante aux pannes, permettre la communication optique et sans fil avec les batteries et renforcer la cybersécurité ainsi que la détection des tentatives de manipulation. «Ensemble, ces solutions améliorent les performances, la sécurité et la fiabilité des batteries des VE, tout en renforçant la confiance des utilisateurs et en favorisant une mobilité durable», souligne Dino Hrvanovic, chercheur senior chez ViF(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), partenaire du projet. OPEVA a également conçu une unité de gestion des cellules (CMU) capable de mesurer, pendant le fonctionnement de la batterie, la spectroscopie d’impédance de chaque cellule, y compris dans les modules de batteries de grande capacité destinés à l’industrie. «L’un des principaux objectifs du projet était de maximiser l’utilisation des batteries et de fournir au conducteur des informations fiables sur leur durée de vie restante et l’autonomie disponible», explique Roberto Simmarino, président-directeur général de Sensichips(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Notre CMU permet pour la première fois de mesurer la spectroscopie d’impédance de chaque cellule pendant le fonctionnement de la batterie.» Parmi les autres résultats figurent des modèles d’apprentissage fédéré et par renforcement pour prévoir l’état de santé des batteries à l’échelle des flottes, un démonstrateur fonctionnel de BMS intelligent de 48 V et une chaîne de détection RFID passive sans fil pour surveiller la température et les contraintes.
Transformer des concepts en systèmes pour VE validés
Le projet OPEVA ne s’est toutefois pas contenté d’optimiser ses différents composants, il les a également validés ensemble dans neuf démonstrateurs en conditions réelles. «Grâce à notre approche collaborative originale, nous avons transformé des concepts de recherche en systèmes opérationnels testés sur le terrain», conclut Tom Dizdarevic. Les partenaires du projet travaillent désormais à faire progresser le niveau de maturité technologique de ces solutions.
