La maîtrise du flux et de l'utilisation d'électricité ainsi que l'application des données numériques à la tâche est aussi primordiale sur la piste que pour le réseau électrique.
La manière idéale de gagner des courses dans le Championnat de Formule E ABB FIA entièrement électrique, indique Vincent Gaillardot de l'équipe Renault e.dams, est « d'épuiser le tout dernier kilowatt-heure de la batterie lorsque l'on franchit la ligne d'arrivée au dernier tour ».
Autrement dit, tout est une question de gestion de l'énergie.
M. Gaillardot est le chef de projet de l'équipe Renault, dont les voitures sont pilotées par Sébastien Buemi et Nico Prost, et il sait par expérience que le même principe de base s'applique à tous les types de sports automobiles. S'assurer qu'une voiture de Formule E propulsée entièrement par l'électricité fonctionnera au meilleur de ses capacités tout en parvenant au drapeau à damiers est un exercice d'équilibrisme complexe. Fournir une source d'énergie stable à des milliers de consommateurs à partir d'une source de production à distance est tout aussi complexe, comme c'est le cas pour ABB en Chine et en Inde; il s'agit de l'un des nombreux défis de gestion électrique que la technologie d'ABB peut surmonter avec succès.
« Nous ne pouvons pas rouler à pleine puissance pendant l'entièreté de la course, explique M. Gaillardot, donc nous essayons de réduire la demande énergétique et de nous concentrer sur notre efficacité ». Une stratégie fructueuse, puisque Renault e.dams a remporté le championnat d'équipe dans chacune des trois dernières saisons de Formule E.
L'importance de la gestion électrique est l'un des éléments qui font du partenariat d'ABB avec la Formule E une alliance aussi naturelle, ainsi qu'une occasion qui promet d'agrandir l'expertise et l'expérience de chacun des partenaires. Après tout, maîtriser le flux et la consommation d'électricité, et exploiter la technologie numérique à la tâche est au cœur des affaires d'ABB. Ces compétences sont une partie cruciale dans l'art et la science de la Formule E.
Prenez, par exemple, le flux de données essentielles lors de la course. La quantité d'énergie qu'il reste dans la batterie de la voiture est constamment surveillée, et cette information est affichée au pilote. Les données sont utilisées pour établir une stratégie de course en temps réel. Ceci comprend des choix décisifs à faire, comme le moment où un arrêt technique devrait être prévu, ou déterminer l'agressivité du pilote pour défendre sa position ou dépasser ses concurrents.
Selon les règlements de la Formule E, une quantité considérable de données opérationnelles doivent être continuellement acheminées aux responsables de la course, notamment la pression de freinage et la vitesse motrice, mais aussi la tension, le courant et la température de la batterie. Essentiellement, la course de Formule E est un exercice de surveillance et d'opération d'un réseau électrique mobile.
Exploiter la puissance d'ABB Ability
La surveillance et la commande à distance de la gestion électrique et des conditions d'exploitation constituent une grande force d'ABB Ability™, plateforme numérique intégrée de l'entreprise. ABB Ability coordonne la collecte de données, effectue une analyse, et peut commander l'équipement d'ABB à distance pour gérer des systèmes complexes. Dans le cas des systèmes électriques sous forme de mini-réseaux dans des régions éloignées, par exemple, ABB Ability peut permettre à la salle de commande de se trouver plus loin, dans un environnement plus confortable.
Même la livraison d'électricité nécessite un niveau élevé de gestion, un secteur dans lequel ABB excelle également. Les liens de courant continu à haute tension (CCHT), une technologie inventée par l'entreprise il y a plus de 60 ans et qui continue à se développer, permet la livraison d'une quantité élevée d'énergie, avec des pertes minimes, sur des milliers de kilomètres. Le système de commande ABB Ability™ MACH agit comme le cerveau d'un lien CCHT en fournissant des fonctionnalités essentielles de surveillance, de commande et de protection assurant une alimentation électrique fiable et efficace, soit le rôle d'un pilote de voiture de Formule E.
Assurer la fiabilité de l'équipement est également une tâche essentielle pour les équipes de course qui se mesurent au cours de championnats pendant toute une saison, comme les séries de Formule E ABB FIA. Les moteurs, boîtes de vitesse, batteries et systèmes électriques doivent être analysés en continu pour s'assurer que l'entretien ou les remplacements sont effectués avant qu'une défaillance se produise.
Un équipement fiable est évidemment vital pour d'autres moyens de transport, tels que les navires de mer. Les centres d'exploitation collaboratifs d'ABB Ability™ à travers le monde peuvent surveiller des navires de mer, de la même façon qu'une voiture de Formule E est continuellement surveillée lors d'une course. Lorsqu'une alarme critique est déclenchée à bord d'un navire, les lumières du centre d'exploitation collaboratif d'ABB Ability deviennent rouges et les ingénieurs peuvent immédiatement commencer à résoudre le problème. La surveillance peut également réduire le temps d'arrêt en prévoyant le moment où l'équipement électrique doit être remplacé et en planifiant le travail pour réduire le temps d'attente au port.
La surveillance d'équipement est un autre secteur dans lequel la synergie entre ABB et la Formule E peut s'avérer avantageuse pour les deux parties. Parmi les fonctions d'ABB Ability™, nous retrouvons le Capteur intelligent, un appareil sans fil qui peut fournir une surveillance d'état à distance des moteurs électriques en recueillant des données sur la vibration, la température et autres paramètres. Le Capteur intelligent peut transmettre de l'information par rapport à l'état de santé du moteur par l'entremise d'un téléphone intelligent et par Internet vers un serveur sécuritaire.
Les subtilités de la stratégie
Pour les amateurs de course connaisseurs, observer le déroulement de la stratégie d'équipe est l'un des grands plaisirs d'un événement de Formule E. En fait, la stratégie de course de Formule E est particulièrement exigeante, car plusieurs des variables, comme prévoir l'arrêt technique, rationner l'énergie de la batterie, ou sélectionner le niveau de freinage régénératif, ne sont pas transposables à partir d'un autre type de course automobile.
Par exemple, comme l'explique M. Gaillardot de l'équipe Renault, les voitures de Formule E offrent des temps par tour plus constants que ceux observés en Formule 1, où les voitures accélèrent à mesure que l'essence est consommée et que les voitures deviennent plus légères.
L'un des aspects uniques dans la réglementation de Formule E jusqu'à présent est le fait que les pilotes ne changent pas uniquement les pneus au cours de la course, mais la voiture en entier. Il s'agit là d'un legs de la toute première saison de Formule E en 2014, alors que les batteries n'avaient pas assez de capacité pour l'entièreté d'une course d'une heure.
Dès la nouvelle saison, les batteries à plus grande capacité dans une nouvelle génération de voitures de Formule E sont destinées à fonctionner pour la totalité de la course, pourvu que l'équipe de course puisse gérer adéquatement l'utilisation électrique. Les équipes devront réimaginer cet aspect de leurs stratégies de course.
Les décisions cruciales sont prises bien avant la course
Selon les règles de Formule E actuellement en place, exploiter au mieux l'énergie stockée dans le bloc-batterie de la voiture est un élément décisif pour gagner les courses. C'est pourquoi, dans les semaines qui précèdent une course, les équipes de Formule E cernent les différentes variables de la compétition dans des séances de simulation sophistiquées.
Dans le simulateur, l'équipe peut déterminer des facteurs, par exemple s'il est plus efficace de maximiser le rendement du freinage régénératif ou s'il vaut mieux se fier aux freins mécaniques. Les équipes peuvent calculer ce que seront les vitesses optimales du moteur. Elles peuvent également déterminer si c'est le logiciel à bord ou alors les commandes manuelles du pilote qui seront les plus efficaces pour conserver la charge de la batterie.
Les séances de simulation peuvent également aider à mesurer le temps optimal pour effectuer l'échange de mi-course. Un pilote pris derrière une voiture plus lente peut tirer profit d'un arrêt technique précoce, si la simulation indique que le temps perdu lors de l'échange lui permettra de réintégrer la piste libre de circulation. D'autre part, il serait une meilleure stratégie de retarder l'arrêt d'un tour, supposant qu'assez d'énergie a été conservée dans la batterie, et de revenir sur la piste avec l'équivalent d'un tour en réserve de batterie, ce qui permettrait de l'audace dans ses dépassements.
« Pour rouler en tête d'une course de championnat de Formule E ABB FIA, le pilote doit avoir la bonne quantité d'énergie précisément au moment où il en a besoin », souligne Rami-Johan Jokela, chef de la numérisation d'ABB.
« Ce défi de gestion représente exactement ce qu'ABB doit affronter jour après jour, que ce soit dans la stabilisation d'un réseau électrique, dans la gestion de robots d'usine d'assemblage, dans la livraison d'électricité sur de grandes distances, ou dans la coordination d'activités de port maritime. C'est pourquoi le sport de Formule E, avec ses objectifs prospectifs de développement durable et sa pertinence dans le futur de nos moyens de transport, est une union parfaite pour les compétences fondamentales d'ABB. »
Cela va compter lors de la prochaine course de la saison le 14 avril au Rome E-Prix, de la même façon que cela importe au cours de chaque compétition de Formule E.
