Véhicule à basse vitesse électrique adapté au milieu urbain

/ MOBILITÉ DOUCE / URBAIN DENSE / VÉHICULES ÉLECTRIQUES /

Dans le cadre de l’appel de projets de démonstration et de vitrine technologique en transport terrestre et en mobilité durable du ministère de l’Économie, de l’Innovation et de l’Énergie (MEIE), l’Agence de mobilité durable met à l’essai un véhicule à basse vitesse électrique, utilisé dans le cadre  d’activités de surveillance en milieu urbain. Ce projet est en partenariat avec Calogy Solutions, une entreprise spécialisée dans les solutions technologiques innovantes de gestion thermique de batteries et de stockage, et Kargo, une entreprise manufacturière qui fabrique des véhicules électriques à basse vitesse (VBV).

L’Agence de mobilité durable a pour mission d’innover pour une mobilité plus durable, et d’assurer un partage équitable de l’espace et de l’accessibilité de la ville pour tous. Pour ce faire, dans le cadre de sa Vitrine d’innovation, l’Agence, comme partenaire paramunicipal, met notamment à disposition d’organisations  des espaces sur rue et hors rue, des équipements ainsi que son expertise pour des projets d’expérimentation.  

C’est dans ce contexte, qu’un projet pilote de près de deux ans réunissant Calogy Solutions et  Kargo a été mis en place afin d’adapter et de tester un VBV 100% électrique pour des activités de surveillance.  

Initialement, les étapes du projet étaient :  

En raison de contraintes rencontrées en cours de projet, notamment au niveau de l’approvisionnement, les phases du projet ont dû être adaptées et les tests ont eu lieu en circuit fermé par les développeurs des technologies, Kargo et Calogy, plutôt qu’en conditions réelles par l’opérateur, l’Agence. Ces tests préliminaires se sont échelonnés sur trois phases :  

Un VBV s’avère être le format de véhicule idéal pour le milieu urbain : sa petite taille permet la réduction des nuisances liées aux immobilisations de courte durée et, comme il est 100% électrique, il n’émet pas de GES. 

La mobilité électrique présente divers enjeux cruciaux, parmi lesquels la gestion thermique des batteries revêt une importance capitale pour assurer leur sécurité, leur durabilité et leur efficacité.  

Par son expertise dans le domaine de la gestion thermique et des batteries lithium-ion, Calogy Solutions a opté pour le développement d’un module de batterie intégrant une solution de gestion thermique novatrice. Cette approche permet d’atteindre des performances optimales en termes de décharge, de charge, et de plage d’utilisation, particulièrement adaptées aux conditions météorologiques du Québec. 

La batterie du projet est constituée d’un total de 6 modules pour une capacité totale de 12kwh. L’autonomie visée est d’environ 65 km au total. En fonction des différentes applications du véhicule Kargo, il est possible d’ajouter des modules ou en retirer afin d’atteindre l’autonomie requise et réduire les coûts au besoin.  

Afin de déterminer avec précision le nombre de modules nécessaires pour atteindre l’autonomie souhaitée pour le véhicule, il était impératif de bien comprendre le cycle d’utilisation du véhicule dans son environnement final. Dans cette optique, des essais sur route ont été réalisés à Montréal (phase 1), en collaboration avec un agent de stationnement afin d’acquérir des données essentielles pour définir le cycle d’utilisation: 

Les commentaires de l’agent de stationnement en suivi de la phase 1 mettaient en lumière le fait que la configuration de cabine initiale n’est pas adaptée à ses besoins de surveillance, et d’un manque d’ergonomie général : 

À partir de ces données et des spécifications du véhicule, des simulations ont été menées pour estimer précisément la consommation du véhicule lors d’un usage normal. Pour atteindre l’autonomie ciblée d’environ 65 km, la simulation a déterminé qu’une batterie d’une capacité d’environ 12 kWh, soit 6 modules, était nécessaire. 

Les critères additionnels pour la conception de la batterie étaient définis comme : 

Afin d’arriver au prototype de la batterie pour ce projet, Calogy a effectué des tests de cycles de charge et de décharge avec différents profils d’utilisation dans une chambre environnementale. Plusieurs itérations de la programmation ont été réalisées pour corriger les erreurs détectées.  

De plus, compte tenu des préoccupations en matière de sécurité liées aux aspects thermiques des batteries, il était également important d’avoir un BMS de qualité et adapté à ce projet. Celui-ci contrôle non seulement la charge et la décharge de la batterie, mais il assure également que la température des cellules reste dans une plage d’utilisation sûre.  

Pour Kargo, les résultats obtenus à la suite de la phase 1 sur le terrain ont nécessité des changements majeurs principalement au niveau de la cabine ainsi qu’au mode de fabrication. Toutes les modifications ont été validées à l’aide de simulations numériques pour concevoir la cabine recherchée par l’Agence. 

Calogy et Kargo ont collaboré pour garantir une intégration électrique réussie de la batterie dans le véhicule, dans les installations de Calogy à Sherbrooke.  

La communication entre la batterie et le véhicule est importante afin de pouvoir utiliser la clé du véhicule pour activer la batterie, afficher la charge de la batterie, afficher les erreurs, etc.  

La batterie a ensuite été intégrée mécaniquement dans la première version du véhicule Kargo afin de réaliser des tests sur le terrain (phase 2). L’objectif était de découvrir le maximum de problèmes le plus tôt possible dans le projet. Le véhicule a parcouru près de 600 km chez Calogy, mettant en lumière divers problèmes de programmation et de communication avec le véhicule, qui ont pu être corrigés avant l’intégration dans le véhicule final (phase 3).  

Une analyse sera faite à la fin du projet pour évaluer : 

Les tests sont toujours en cours en circuit fermé chez Calogy, les résultats finaux en conditions réelles seront ajoutés à cette fiche une fois l’expérimentation complétée. 

Un budget de 700 000 $ a été octroyé via l’enveloppe des projets de démonstration et de vitrine technologique en transport terrestre et en mobilité durable du ministère de l’Économie,  de l’Innovation et de l’Énergie (MEIE) du Québec.  

Les défis rencontrés lors du projet, et les solutions potentielles élaborées à la suite des phases de tests et à la collaboration entre les parties-prenantes (certaines solutions sont en cours de complétion pour une phase de test ultérieure). 

Il est très important de tester le véhicule dans différents climats étant donné la consommation énergétique des accessoires. L’autonomie du véhicule sera grandement affectée si la climatisation ou le chauffage fonctionnent constamment. 

La recharge rapide représente un défi majeur dans ce projet en raison des contraintes liées à l’infrastructure : 

Ces enjeux pourront être facilement corrigeables dans le futur. 

L’association des technologies de Calogy avec celles de Kargo pour créer cette solution de mobilité a constitué un défi majeur qui a nécessité de nombreuses périodes de simulation, de tests et de développement. Tout cela visait à concevoir un véhicule pouvant être soumis à des essais sur le terrain, tout en étant adapté aux conditions climatiques du Québec.  

Délais causés par le grand nombre de fournisseurs requis pour avoir les composants nécessaires à la fabrication du véhicule. Bien que l’approvisionnement de plusieurs pièces de la batterie se fasse au Québec, certaines, comme les cellules, doivent être achetées chez des fournisseurs étrangers.  Le maintien d’une communication régulière avec les fournisseurs permettra d’anticiper les enjeux d’approvisionnement des pièces.   

Afin de pouvoir mettre en œuvre un projet pilote routier, les parties prenantes doivent répondre à des modalités établies par le Ministère des Transports et de la Mobilité durable et la Société de l’assurance automobile du Québec (SAAQ) : 

Suite aux phases de tests en circuit fermé du véhicule, les prochaines étapes  permettront de mener à complétion le projet d’expérimentation. 
 

Au-delà des résultats directs émanant d’un projet d’expérimentation, les parties prenantes peuvent bonifier ces retombées grâce aux nombreux apprentissages acquis, et développer des opportunités supplémentaires. 

Au niveau commercial : 

Agence de mobilité durable (AMD)
L’Agence de mobilité durable met à l’essai un véhicule à basse vitesse électrique, qui a été développé par Calogy solutions et Kargo.