Un nouveau système de climatisation écoénergétique pour les véhicules électriques
À l’heure actuelle, il faut une quantité importante d’énergie pour faire fonctionner le CCS dans les véhicules électriques, ce qui décharge considérablement la batterie et limite l’autonomie de la voiture. Le projet Horizon 2020 XERIC (Innovative Climate-Control System to Extend Range of Electric Vehicles and Improve Comfort), financé par l’UE, a relevé ce défi en produisant un CCS respectueux de l’environnement capable d’assurer le confort des passagers et d’augmenter l’autonomie des véhicules électriques. Une approche innovante Les membres du consortium ont mis au point une solution basée sur un système hybride combinant un cycle de dessiccation liquide, qui combat l’humidité, et un cycle de compression de vapeur traditionnel qui s’occupe de la température. Alors qu’un CCS classique condense l’eau, le système XERIC élimine l’eau à l’aide d’un contacteur membranaire combiné à trois fluides (3F-CMC) innovant et très compact, qui fonctionne à la fois avec de l’air, une solution déshydratante et un fluide réfrigérant. «L’humidité de l’air est captée par l’interface de la membrane, permettant à l’air sec de circuler dans le véhicule et réduisant la quantité d’énergie nécessaire pour la déshumidification de l’air», explique la coordinatrice du projet, Gaeta Soccorso. Les chercheurs ont créé des outils de modélisation pour prédire les performances de l’ensemble du CCS ainsi que celles du 3F-CMC et ont procédé à des analyses de cycle de vie et de coût du cycle de vie. Par ailleurs, ils ont mis au point des membranes hydrophobes en polytétrafluoroéthylène et en difluorure de polyvinylidène avec une taille de pore moyenne de 0,2 micromètre. Ils ont également construit un système de contrôle électronique basé sur un compresseur doté d’un entraînement à fréquence variable et un moteur à courant continu sans balais d’une efficacité comprise entre 85 et 95 %. Une utilisation plus efficace de l’énergie Les partenaires du projet ont fait une démonstration réussie du prototype XERIC CCS dans une chambre d’essai climatique afin de reproduire des conditions environnementales réalistes, sur toute une plage valeurs en termes de température de l’air extérieur. «Nous avons montré que le prototype pouvait réduire de plus de 50 % la quantité d’énergie utilisée pour le chauffage, la climatisation et la déshumidification de l’air tout au long de l’année, par rapport aux systèmes existants qui reposent sur l’utilisation d’un chauffage électrique direct en hiver. De plus, il peut réduire de près de 33 % la quantité d’énergie utilisée pour la climatisation et la déshumidification de l’air dans des conditions estivales extrêmes », explique Mme Soccorso. Bien que XERIC ait développé et testé ces technologies révolutionnaires avec l’intention d’accroître l’autonomie des véhicules électriques, leur potentiel dépasse largement cette seule application. Le système est également adapté pour améliorer la climatisation des véhicules traditionnels équipés d’un moteur à combustion interne, permettant de réduire la consommation de carburant et la pollution de l’air qui en découle. De même, le XERIC CCS peut être facilement adapté à d’autres moyens de transport tels que les bus, les tramways, les trains, les caravanes et même les bateaux. En outre, le système peut être appliqué à d’autres situations où il faut réduire l’humidité et améliorer l’efficacité énergétique. Il peut notamment s’agir de bâtiments publics, d’hôpitaux ou de l’industrie (par exemple pour des chambres réfrigérées). «Avec son système innovant, XERIC facilitera l’adoption des véhicules électriques par le marché et stimulera l’utilisation de ces derniers, réduisant ainsi la dépendance aux combustibles fossiles et la pollution atmosphérique», conclut Mme Soccorso. Prêts à répondre aux demandes du marché Les prototypes fonctionnels sont maintenant prêts à être modulés en fonction des besoins du marché et les partenaires du projet étudient les perspectives en termes de partenariats industriels, en particulier avec les fabricants d’équipements d’origine et les grands fournisseurs afin d’adapter l’innovant système XERIC aux dimensions souhaitées. L’efficacité énergétique est en train de s’inscrire plus fortement et plus souvent dans le mode de pensée des autorités publiques et des utilisateurs finaux, qui sont de plus en plus sensibilisés au réchauffement climatique. XERIC, en se regroupant avec JOSPEL et OPTEMUS, deux autres projets européens également retenus dans le cadre de l’appel Green Vehicles, a proposé pas moins de 15 solutions concrètes et complémentaires pour relever le défi mondial de l’efficacité énergétique des véhicules électriques.
Mots‑clés
XERIC, système de climatisation (CCS), véhicules électriques, efficacité énergétique, humidité, température, membrane, batterie, contacteur membranaire combiné à trois fluides (3F-CMC)
