Partie C - Dimensionnement du parc de batteries e… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - EE 2024

Partie C: comment justifier le choix des batteries embarquées dans la cabine ?

Le parc batteries assure l'alimentation en énergie électrique de matériels embarqués dans la cabine lors du fonctionnement en mode Secours et en cas d'arrêt prolongé d'exploitation. Ainsi, le bureau d'études a fixé que la capacité du parc batteries doit être dimensionnée pour:

fournir la capacité énergétique $Q_1$ en $\text{A}\cdot\text{h}$ en mode Secours, mode où les cabines restent en ligne (décharge de la batterie sans possibilité de recharger au passage en gare) pendant un temps correspondant à la durée maximale fixée pour la récupération des passagers de $1\text{ h } 45\text{ min}$;

fournir la capacité énergétique $Q_2$ en $\text{A}\cdot\text{h}$ consommée par le client Wifi et l'automate GTB lors de l'interruption de l'exploitation de 0h30 à 5h15; ceci pour permettre de gérer la mise hors / sous tension de la cabine à distance par télécommande depuis le sol.

Document technique DTS5: bilan de consommation en mode Secours

Consommateur

Courant moyen $I_{\text{DC}}$

Tension moyenne $U_{\text{DC}}$

Ventilation

$25{,}8\text{ A}$

$24\text{ V}$

Éclairage

$1{,}2\text{ A}$

Autres composants CRSE + RMS

$3{,}8\text{ A}$

$24\text{ V}$

Client Wifi + Automate Cabine

$1{,}9\text{ A}$

C.1

Question C.1: Calculer la capacité $Q_1$ en $\text{A}\cdot\text{h}$ à fournir par le parc batteries en mode Secours pour la durée maximale de récupération des passagers fixée à $1\text{ h } 45\text{ min}$. Arrondir le résultat à l'unité supérieure.

C.2

La capacité $Q_2$ est égale à $9\text{ A}\cdot\text{h}$.

Question C.2: Justifier par calcul, que la capacité totale du parc batteries doit être de $67\text{ A}\cdot\text{h}$ pour satisfaire le besoin en énergie.

Document technique DTS6: extrait des schémas électriques d'une cabine

Nomenclature des éléments:

Repère

Désignation

Référence

Fabricant

Qté

101.04G0401

Supercondensateur 69V Max 130F

XLM-69R0137

Eaton

2

101.04G0101

Batterie LiFePO4 12V 125Ah

CAV13

Green Cell

2

C.3

Le parc batteries est constitué de 2 batteries LiFePO4 disposées en série.

Question C.3: Relever la valeur de la tension et de la capacité d'une batterie. Justifier la disposition des batteries qui sont en série.

C.4

Question C.4: Indiquer la valeur de la capacité totale du parc batteries.

C.5

L'énergie stockée dans les batteries jouant un rôle essentiel de sécurité, le dimensionnement de la capacité totale du parc batterie calculée initialement est majorée d'un rapport égal à 50 %.

Question C.5: Conclure quant au choix effectué du parc batteries.