12
Octobre
2020
|
14:34
Europe/Amsterdam

JR East, Hitachi et Toyota, partenaires du développement de véhicules ferroviaires à hydrogène

Résumé
  • En faveur d’une société plus durable, le secteur des transports ferroviaires cherche à diversifier ses sources d’énergie en y intégrant l’hydrogène
  • À travers ce partenariat, Toyota se chargera du dispositif de piles à combustible et Hitachi du système d’entraînement hybride
  • Grâce à cette combinaison technologique, les deux entreprises comptent mettre au point des véhicules capables d’offrir la puissance nécessaire pour entraîner des wagons, bien plus lourds que des voitures

East Japan Railway Company (JR East), Hitachi, Ltd. (Hitachi) et Toyota Motor Corporation (Toyota) ont conclu un accord de partenariat portant sur le développement de véhicules ferroviaires d’essai équipés d'un système hybride, alimenté en électricité par des piles à combustible hydrogène et des batteries de stockage. Les trois entreprises souhaitent ainsi renforcer l’engagement écologique du rail, pour un meilleur respect de l’environnement.

1. Vers une société décarbonée avec des véhicules ferroviaires de nouvelle génération

Partout dans le monde, des efforts sont entrepris en faveur d’une société plus durable. Il en va de même des transports ferroviaires, secteur où l’on attend beaucoup du matériel roulant nouvelle génération fonctionnant aux énergies propres telles que l'hydrogène. De fait, cette technologie assure un impact environnemental minime car son usage pour la production d’électricité n'émet pas de dioxyde de carbone. En outre, il peut être produit à partir de matières premières diverses et d’énergies renouvelables.

Ainsi, la conception d’un matériel roulant innovant propulsé à l’hydrogène favorisera l’émergence d’une société à faibles émissions, en aidant à juguler le réchauffement climatique et à diversifier les sources d’énergie.

2. Développement conjoint de véhicules d’essai à pile à combustible

Pour adapter au ferroviaire les piles à combustible utilisées dans l’automobile, les trois entreprises conjugueront leurs savoir-faire respectifs : la conception et la fabrication de véhicules ferroviaires pour JR East, le système de traction hybride mis au point par Hitachi en partenariat avec JR East, et enfin l’expérience technique acquise par Toyota avec la Mirai et le bus SORA, deux véhicules à hydrogène.

Ensemble, elles comptent mettre au point des véhicules de démonstration capables d’offrir la puissance nécessaire pour entraîner des wagons, bien plus lourds que des voitures.

3. Présentation des véhicules d’essai à pile à combustible

(1) Configuration du train

  • Modèle : série FV-E991
  • Configuration du train : rame de deux wagons

(2) Fonctionnement du système de pile à combustible

L’hydrogène contenu dans les réservoirs est envoyé au dispositif de piles à combustible, où il réagit chimiquement avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité. Celle-ci vient alimenter la batterie de stockage du circuit principal, également rechargée par une autre source : l’énergie récupérée au freinage et convertie en courant électrique. Pour sa part, le système de traction hybride transmet aux moteurs de traction l’électricité fournie par la pile à combustible et la batterie de stockage du circuit principal, contrôlant ainsi le mouvement des roues.

Toyota se chargera du dispositif de piles à combustible et Hitachi du système d’entraînement hybride

(3) Caractéristiques techniques principales du véhicule d’essai

Élément

Caractéristiques du modèle FV-E991

Configuration du train

2 wagons (1 motrice + 1 remorque)

Vitesse maxi

100 km/h

Accélération

2,3 km/h/s

Autonomie

140 km environ (maxi)

Organes du circuit principal

Onduleurs VVVF : 1C2M × 2 unités, Moteurs de traction : 95 kW × 4

Dispositif de piles à combustible

Électrolyte polymère solide : 60 kW × 4

Batterie de stockage du circuit principal

Batterie lithium-ion : 120 kWh × 2

Unité de réservoirs d'hydrogène

Pression de remplissage maxi : 70 MPa (environ 700 bar)

Capacité de stockage d’hydrogène : 51 L × 5 réservoirs × 4 unités

(4) Surnom

HYBARI

(HYdrogen-HYBrid Advanced Rail vehicle for Innovation)

Cet acronyme, où HY signifie « hydrogène » et HYB « hybride », entend évoquer l’image d’un véhicule ferroviaire novateur, équipé de piles à combustible et d’une batterie de stockage d’électricité.

  • Design

Avec son motif d'éclaboussures bleues – référence à l'humidification de la terre et à l'eau issue de la réaction chimique au sein des piles à combustible –, l’habillage du train évoque à la fois la vitesse et le futur.

  • Logo

À l'image de l'alouette annonciatrice du printemps, le logo des véhicules d'essai se propose d’illustrer l'avènement d’une énergie motrice nouvelle, comparable au souffle du printemps sur la terre.

  • Récapitulatif des essais pilotes

Démarrage des essais : prévu en mars 2022

Sections concernées : Lignes Tsurumi, Nambu et autres du réseau JR East