Mobilité décarbonée : VEDECOM partenaire de Drive to Zero

VEDECOM est partenaire de la première édition du salon Drive to Zero, le grand évènement de la mobilité décarbonée qui sera tiendra du 6 au 8 avril 2023 au Grand Palais Ephémère à Paris.

La genèse de Drive to Zero

En juin dernier, le parlement européen votait en faveur de l’interdiction de la vente de voitures neuves thermiques à horizon 2035.

Cette décision, qui marque une nouvelle étape vers l’objectif de neutralité carbone en 2050, intervient dans un contexte de réduction des émissions CO2 face au réchauffement climatique.

Le transport des hommes et des marchandises constitue en effet aujourd’hui l’activité qui contribue le plus aux émissions de gaz à effet de serre.

Alors que la route reste le moyen de déplacement dominant, il est désormais incontournable de décarboner ses usages. Pour combler l’écart entre les objectifs et cette réalité, les acteurs industriels et territoriaux doivent s’organiser et faire évoluer leurs modèles.

C’est pour cela qu’a été créé Drive to Zero.

Qu’est-ce que Drive to Zero ?

Drive to Zero accompagne l’ensemble des acteurs de la filière face aux obstacles du déploiement de la mobilité bas carbone. Ce rendez-vous mettra ainsi en relation les acteurs publics et les entreprises pour répondre aux défis du déploiement en matière d’équipements et d’infrastructures, d’usages et de pratiques nouvelles mais également de financement et d’accessibilité des solutions.

La première édition du salon Drive to Zero aura lieu au printemps prochain, du 6 au 8 avril 2023 au Grand Palais Ephémère à Paris.

VEDECOM et Drive to Zero, un partenariat naturel

« Pour un Institut de Transition Energétique tourné vers les mobilités du futur tel que VEDECOM, il est naturel de devenir partenaire de Drive to Zero », explique Eric Lebeau, Directeur Général de l’Institut. Drive to Zero et VEDECOM convergent également sur la nécessité de fédérer les acteurs de l’écosystème de la mobilité décarbonée.

En effet, à travers ses 3 axes de R&D pluridisciplinaires que sont L’Electrification, le Véhicule automatisé et connecté et les Nouvelles solutions de mobilité et énergies partagées, VEDECOM fait collaborer l’écosystème public-privé des mobilités pour accélérer le développement d’une nouvelle filière française des mobilités durables, c’est-à-dire plus écologiques, automatisées et partagées.

Dans le cadre du partenariat, VEDECOM met à disposition son expertise de la mobilité en participant notamment au comité éditorial pour planifier le programme de l’évènement à suivre en 2023 pour la mobilité décarbonée.

Retrouvez plus d’informations sur le Salon Drive to Zero.

Rendez-vous prochainement pour découvrir la programmation complète du salon.

 

Le Grand Palais Éphémère. Champs de mars, Paris. 07/05/2021 Wilmotte & associés architectes
@Patrick Tourneboeuf/RMN_GP/ Paris 2024 / Tendance Floue

Thèse : La recharge rapide vehicle-to-vehicle à partir d’une flotte de véhicules partagés

Yacine SEHIMI, Doctorant, soutiendra sa thèse le 7 juillet 2022 à 14h sur « la conception d’un réseau et d’une infrastructure de recharge rapide vehicle-to-vehicle à partir d’une flotte de véhicules partagés ». Le partage permettrait de limiter l’impact des recharges sur le réseau aux heures de forte demande en électricité. La thèse présente également un outil de simulation du pilotage des puissances lors du transfert entre véhicules.

Cette thèse aura lieu au T128 – T130, 13 Rue de Toul 59000 Lille.

Encadrants académiques et écoles/universités :

  • L2EP – Laboratoire de Génie Electrique et d’Electronique de Puissance
    • Encadrants académiques
      • Directeur de thèse : Benoit Robyns, Professeur des universités Junia HEI
      • Encadrant académique : Khaled Almaksour, Maître de conférences Junia HEI
    • Institut VEDECOM
      • Encadrant industriel : Jihen Sakly, Ingénieur de recherche chez VEDECOM

 

Composition du jury

  • Rapporteur : Eric Monmasson, Professeur des universités Université de Cergy-Pontoise
  • Rapporteur : Marc Petit, Professeur des universités Centrale Supélec
  • Examinateur : François Costa, Professeur des universités ENS Paris Saclay (SATIE) France
  • Examinateur : Benoit Robyns, Professeur des universités Junia HEI (L2EP)
  • Examinateur : Khaled Almaksour, Maître de conférences Junia HEI (L2EP)
  • Examinateur : Jihen Sakly, Ingénieur de recherche Institut Vedeco

Suivre la thèse en ligne

Résumé

La recharge rapide Vehicle-to-vehicle (V2V) permet de recharger un véhicule électrique en manque d’autonomie en déchargeant partiellement un ou plusieurs véhicules électriques disposant d’un surplus d’énergie. L’utilisation d’une flotte de véhicules électrique partagés pour la décharge permettrait à son gestionnaire de les valoriser lorsqu’ils ne sont pas utilisés pour le transport. De plus, la recharge des véhicules partagés peut se réaliser à une puissance plus faible que la puissance fournie en recharge rapide, ce qui permet de réduire la puissance de raccordement nécessaire au réseau de distribution, et les renforcements éventuels de ce dernier. Cette réduction de l’appel de puissance pourrait par ailleurs limiter l’impact des recharges sur le réseau aux heures de forte demande en électricité. Dans une première partie, l’objectif est d’analyser à l’aide d’un modèle de simulation les bénéfices apportés par le V2V pour les acteurs du réseau électrique, à savoir les gestionnaires du réseau de distribution et de transport. Dans un second temps, la conception d’une architecture d’électronique de puissance permettant le pilotage du transfert d’énergie entre les véhicules est réalisée, et sa commande dans les différentes stratégies de pilotage des puissances est validée par simulation. Enfin, la validation expérimentale du pilotage du convertisseur DC/DC multi-sources de cette architecture est effectuée.

La recharge des véhicules électriques par induction en roulant : un enjeu écologique majeur

La recharge par induction est une des solutions technologiques candidates pour le déploiement de la « Route Electrique » en France et en Europe. Elle permet de recharger les véhicules électriques en roulant. Le principal avantage est la réduction de la taille des batteries des véhicules tout augmentant l’autonomie des véhicules électriques. Elle s’adapte tout particulièrement aux besoins du secteur logistique et du transport routier longue distance.

Des expérimentations concluantes

Depuis une première mondiale en juillet 2018 dans le cadre du projet européen H2020 baptisé FABRIC, avec deux véhicules se chargeant à 20kW en roulant chacun à 100 km/h en même temps sur une piste (système tertiaire américain), VEDECOM a développé avec ses partenaires Renault, Stellantis et EDF, une technologie propre de recharge en roulant par induction à une puissance de 30 kW. Le système est composé des bobines et boîtiers électroniques qui doivent être intégrés dans la route pendant son renouvellement ou construction.

30 kW, c’est la puissance nécessaire et suffisante pour recharger un véhicule léger sur autoroute.

D’après les premiers tests obtenus sur une plateforme d’essai, le rendement obtenu atteint plus de 90% ce qui est un excellent taux. D’autres tests ont permis de valider le respect des normes de champ électromagnétique, sachant que le système est sécurisé : l’induction ne s’active qu’au passage du véhicule et si le système de communication reconnaît et valide le déclenchement de sa recharge. VEDECOM continue de développer son système dans le cadre du projet VERA (PIA).

D’autres technologies de recharge par induction sont testées en Europe, notamment la solution de l’israélien ElectReon : son système DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) est notamment testé sur le circuit italien « Arena del Futuro » de 1050m.

 

INCIT-EV et le Use Case 2 – Démonstration de la recharge inductive en roulant dans Paris

VEDECOM testera sa technologie en zone urbaine, à Paris, au second semestre 2022, dans le cadre du projet européen INCIT-EV. INCIT-EV vise à tester et évaluer sept technologies différentes de recharge. Doté d’un budget de 18M€, il rassemble 33 partenaires de 8 pays différents. Les objectifs : démontrer la réplicabilité de ces solutions, garantir l’interopérabilité et nourrir un outil d’aide à la décision pour réaliser les choix les plus adaptés aux territoires. Un projet centré sur l’expérience utilisateur, pour INCITer à l’usage des Véhicules Electriques. Ces expérimentations sont lourdes d’enjeux pour le déploiement du véhicule électrique.

 

Une technologie prometteuse qui demande une dynamique collective

La recharge dynamique sans contact promet d’être l’une des solutions de recharge les plus intéressantes et les plus interopérables : interopérable d’un véhicule à l’autre, mais aussi d’un fournisseur à l’autre.

Esthétique et durable, puisque enterrée, elle s’adapte parfaitement aux milieux urbains où les contraintes d’espaces dédiés aux infrastructures sont particulièrement fortes et où les limites de vitesse sont davantage propices à la recharge. Puisqu’on roule moins vite, on reste plus longtemps sur la piste et on se recharge donc plus longtemps. C’est également la solution qui serait la plus partagée : se recharger en roulant répondant à la problématique des inévitables engorgements aux bornes de recharge.

Une clé pour avancer : le dialogue au sein des acteurs de toute la chaîne de valeur et en arrière-plan, une vraie volonté politique.

 

>> Plus d’info sur le projet européen INCIT-EV

Thèse : Transformateur à air pour un convertisseur dc-dc bidirectionnel haute densité de puissance et haute fréquence pour l’application automobile

Valentin Rigot, doctorant chez VEDECOM dans le domaine Electrification/Electronique de puissance, soutiendra sa thèse le 21 avril 2022 à 10h. Cette thèse concerne le lot 2 du projet HiDePe mené par l’Institut VEDECOM :

Transformateur à air pour un convertisseur dc-dc bidirectionnel haute densité de puissance et haute fréquence pour l’application automobile

le jeudi 21 avril à 10h dans l’Amphi V dans le bâtiment Eiffel de Centrale Supélec, 3, Rue Joliot-Curie, 91190 Gif-sur-Yvette, France

Les travaux présentés contribuent à l’amélioration de la densité de puissance dans les chargeurs embarqués dans les véhicules électriques, en profitant notamment de l’essor des composants semi-conducteurs à grand gap, qui autorisent la réalisation de convertisseurs plus compacts.

  • Encadrant académique Pr. Tanguy PHULPIN, CentraleSupélec
  • Directeur de thèse : Pr. Daniel SADARNAC, CentraleSupélec
  • Encadrant industriel : Dr. Jihen SAKLY, VEDECOM
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Contact : Leyla Habarek Arioua : leyla.arioua@vedecom.fr

Résumé de la thèse

Face aux urgences climatiques et politiques, le véhicule électrique est en pleine expansion. Les besoins en termes de densité de puissance embarquée sont en constante augmentation, ce qui nécessite des évolutions conceptuelles en électronique de puissance pour dépasser les limites actuelles tout en assurant un rendement similaire.

Cette thèse est focalisée sur la modélisation, l’optimisation et la réalisation d’un transformateur pour un fonctionnement à haute fréquence sans circuit magnétique. Ce transformateur a été intégré dans un convertisseur bidirectionnel pour valider le fonctionnement d’un chargeur de batterie de véhicule électrique à forte densité de puissance fonctionnant à la fréquence de 1,5MHz.

Les travaux présentés contribuent à l’amélioration de la densité de puissance dans les chargeurs embarqués, en profitant notamment de l’essor des composants semi-conducteurs à grand gap qui élargissent les plages de fréquence et de puissance et autorisent ainsi la réalisation de convertisseurs plus compacts.

Après nous être intéressés aux transformateurs à haute densité de puissance, nous mettons en évidence l’intérêt des transformateurs à air pour la forte densité de puissance. Une nouvelle géométrie de transformateur à air exploitant l’emplacement des spires pour minimiser le rayonnement magnétique tout en garantissant une certaine valeur d’inductance propre constitue ainsi la première rupture technologique de cette thèse. Une étude sur les conducteurs de haute fréquence a aussi été menée afin de déterminer le conducteur le plus adapté à notre application en prenant en compte les effets de peau et de proximité. Différentes solutions sont proposées même si le fil de Litz a finalement été sélectionné.

Ensuite et grâce à l’optimisation de la géométrie via un programme de modélisation écrit avec python, plusieurs supports successifs de bobinage ont été réalisés en polycarbonate par une imprimante 3D. Tout cela a abouti à un prototype pour un fonctionnement à 7 kW. Après bobinage et caractérisation électrique, magnétique et thermique, les propriétés du transformateur ont été utilisées comme point de départ de l’élaboration d’une topologie de convertisseur DC-DC. L’objectif automobile imposait les tensions et les puissances ainsi que le caractère bidirectionnel. L’étude a convergé sur l’utilisation d’un convertisseur Dual Active Bridge. La valeur de la fréquence de commutation a été déterminée pour atteindre les différentes puissances nécessaires pour le convertisseur tout en conservant la commutation douce. Cet ordre de grandeur de fréquence de commutation pour ce niveau de transfert de puissance constitue la seconde rupture technologique de cette thèse.

Après avoir déterminé les commandes et choisi les différents composants nécessaires à la réalisation du convertisseur, des bras d’onduleur déjà fonctionnels ont été adoptés afin de simplifier l’élaboration du convertisseur. Un circuit imprimé dédié a été réalisé dans le but de relier les bras d’onduleurs, les bus de tension d’entrée et de sortie, le transformateur et la carte de commande du convertisseur.

Finalement, les résultats expérimentaux des tests sur le convertisseur sont en accord avec le cahier des charges avec un rendement de 96% pour une puissance de 9kW et une fréquence de commutation de 1,5MHz. La densité de puissance obtenue est de 8,5kW/L ce qui est supérieur à l’existant et constitue une troisième rupture technologique.

Des travaux supplémentaires restent à effectuer afin de valider complètement le prototype dans une application finale. Cependant, il est tout à fait envisageable que les véhicules électriques de demain utilisent ce type de transformateur qui permet d’améliorer le rendement, l’évacuation de la chaleur, donc également la compacité.

 

Une méthodologie pour la conception des convertisseurs basés sur les composants SiC et GaN pour les applications automobiles

Joao André Soares de Oliveira, PhD chez VEDECOM, a soutenu sa thèse le 24 novembre 2021. Il a présenté une “méthodologie pour la conception des convertisseurs basés sur les composants SiC et GaN pour les applications automobiles”

Encadrants académiques et écoles/universités :

  • Directeur de thèse : Hervé MOREL, Docteur, INSA de Lyon
  • Co-directeur de thèse : Dominique PLANSON, Professeur, INSA de Lyon
  • Encadrant VEDECOM : Florent LOISELAY, Ingénieur de recherche en électronique de puissance

Résumé :

Les composants a large bande interdite ou WBG permettent de concevoir des convertisseurs de puissance à des fréquences, des densités de puissance et des efficacités plus élevées, par rapport aux convertisseurs a base de silicium. La coexistence de dispositifs SiC et GaN dans la gamme 600-900 V motive une étude spécifique de ces composants et le développement de méthodes pour effectuer une meilleure sélection en fonction de l’application, notamment pour les applications automobiles.

La méthodologie proposée commence par des tests statiques et dynamiques e ffectués sur des dispositifs SiC et GaN a fin de valider leurs modèles. Les dispositifs GaN permettent de construire les convertisseurs les plus intégrés. Un PCB instrumenté a été déveveloppé pour mesurer et estimer les pertes en commutation, incluant les points de mesure nécessaires a cet e ffet. Les éléments parasites du schéma PCB extraits par ANSYS Q3D et les modèles de sondes de mesure ont été également inclus dans le modèle de simulation. Ainsi, au moyen d’un modèle valide expérimentalement, il a été possible d’évaluer les pertes totales dans un circuit optimisé, sans sondes.

Pour les dispositifs SiC, une carte d’évaluation a été utilisée et une méthode d’estimation pour l’extraction des éléments parasites a été eff ectuée. L’estimation des pertes en commutation est une étape importante pour la conception du convertisseur de puissance. Les conséquences d’une commutation plus rapide sur la conception du driver de grille et la disposition de la carte génèrent de nouveaux défis pour les convertisseurs basés sur les dispositifs WBG.

Une estimation précise des pertes en commutation est une étape utile, car elle permet d’ajuster di fférentes con figurations de circuits en fonction des résultats de la simulation. Cependant, le PCB instrumenté ne prédit pas les pertes en commutation dans un convertisseur optimisé, mais uniquement sur le PCB instrumenté. La simulation permet de prédire les pertes en commutation dans des convertisseurs plus réalistes. Une simulation pour chaque dispositif cible (SiC et GaN) a été développée en considérant les principaux éléments parasites et les modèles d’instruments de mesure. Ainsi, les pertes en commutation sont calculées et comparéees aux résultats expérimentaux.

Etant donné que l’ensemble du système a été validé, a fin de comparer les dispositifs SiC et GaN pour les applications automobiles, une simulation d’un convertisseur DC-DC optimisé a été utilisée pour comparer chaque dispositif sous di fférents points de fonctionnement du convertisseur.

Plus d’information

Les acteurs de la mobilité électrique se rassemblent pour assurer le succès du déploiement des nouveaux services de recharge

Versailles, le 9 novembre 2021

Lancé en septembre 2021 pour deux ans, le projet Mobena rassemble un consortium représentatif de toute la chaîne de valeur de la mobilité électrique en France. Il accompagne les acteurs de la recharge pour assurer un déploiement réussi de la nouvelle génération de solutions de recharge de véhicules électriques. Ces solutions permettront la simplification de l’expérience utilisateur et l’amélioration de la qualité de service.

Des services de recharge interopérables

Voitures électriques Peugeot et Renault en cours de chargementLes premiers services apportés, le Smart Charging et le Plug and Charge, nécessitent des interactions entre nombreux acteurs à travers des interfaces informatiques variées. Ces services doivent être clairs, homogènes et interopérables pour être facilement adoptés.

Tout véhicule doit pouvoir se recharger avec n’importe quelle infrastructure de recharge en s’appuyant sur n’importe quel fournisseur de service.

Mobena s’attachera particulièrement à intégrer l’interopérabilité comme exigence initiale et apporter des services à forte valeur ajoutée au travers d’une adoption massive de la norme ISO 15118[1] dans un marché compétitif et ouvert.

[1] La norme ISO 15118 définit la communication et les échanges de données entre le véhicule et l’infrastructure de recharge

 

20 acteurs de la mobilité engagés dans Mobena

Le projet Mobena regroupe 20 partenaires dont 19 industriels représentatifs de la filière : Atos, Chargepoly, CRITT M2A, EDF, FEV France, GIREVE, Hager, IES Synergy, Legrand, Nexans, Renault, SAP Labs, Schneider-Electric, Stations-e, Stellantis, Thales, TotalEnergies, Valeo, VINCI Energies. Il est piloté par VEDECOM.

Mobena continue d’accueillir de nouveaux partenaires industriels de l’écosystème de recharge de véhicules électriques qui souhaitent se positionner sur le Plug and Charge et le Smart Charging et contribuer à la structuration de l’offre.

Il est également ouvert à la participation de partenaires institutionnels. Ces partenaires aideront à préparer l’arrivée harmonieuse des offres sur le marché Français et feront la promotion des orientations issues du projet.

Mobena s’inscrit à la suite d’une initiative autour de la recharge de nouvelle génération. Cette action a été impulsée en 2020 par un comité d’initiative comprenant l’AFIREV, l’AVERE-France, le GIMELEC, la PFA, l’UFE et VEDECOM.

 

Accompagner le déploiement du Plug and Charge et du smart charging

Le chef de projet Joe Matta au micro à l'occasion du lancement de Mobena, aux côtés de Tony Jaux Président de VEDECOM

Joe Matta, Chef de Projet, avec Tony Jaux, Président du Conseil d’Administration de VEDECOM, le 9 novembre 2021 à l’occasion du lancement officiel du Projet Mobena

Les partenaires du projet Mobena mettront en œuvre les actions suivantes, dans un cadre collaboratif au sein de groupes de travail :

  • Définition d’une roadmap de transition vers les solutions de recharge nouvelle génération et des cas d’usage à adopter qui incluront le Plug and Charge et le smart charging ;
  • Rédaction de référentiels et guides techniques pour le développement, le test et le déploiement des produits et services supportant la norme ISO 15118 validés par un comité technique avant publication ;
  • Identification et suivi de projets pilotes pour confronter les livrables à l’épreuve du terrain ;
  • Mise en place d’une cellule de dissémination et lobbying. Elle assurera la cohérence et la pertinence des choix opérés par Mobena face aux autres initiatives et écosystèmes européens et disséminera les choix du projet pour une adoption large. Elle porte l’idée de disposer d’une solution réplicable à l’échelle européenne.

 

Un accent particulier sera mis sur les architectures systèmes (interactions entre le véhicule, la borne et le backend des opérateurs) y compris les protocoles de communication, la PKI (Public Key Infrastructure) et la cybersécurité. La démarche intègre les deux types de recharge, AC et DC.

Les principaux résultats du projet constitueront un bien commun qui sera rendu public à l’issue des principaux jalons du projet.

 

Des actions harmonisées au niveau européen

Le consensus et l’unité au sein de l’industrie sont fondamentaux pour assurer avec succès le déploiement du Plug and Charge et du smart charging de façon interopérable au niveau européen.

Pour y parvenir, Mobena veille à collaborer avec les organisations européennes pour l’élaboration et l’adoption d’une architecture de référence, tant d’un point de vue technique qu’organisationnel. Une telle architecture assurera l’interopérabilité des systèmes et permettra un marché ouvert et compétitif entre acteurs de l’électromobilité. Elle permettra aux utilisateurs finaux et aux opérateurs de sélectionner librement leurs fournisseurs de services.

VEDECOM a été nommé membre du sous-groupe Sustainable Transport Forum (STF) de la Commission Européenne dédié à la gouvernance et aux standards de communication au sein de l’écosystème de l’électromobilité. Les résultats de ce groupe seront intégrés aux règlementations européennes dans le cadre du Fit for 55, en particulier la revised Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR). VEDECOM portera la position élaborée conjointement avec les partenaires du projet Mobena.

VEDECOM et des partenaires de Mobena également adhérents à CharIN (association qui promeut le standard de recharge européen – CCS) contribuent activement aux groupes de travail animés par CharIN pour élaborer des référentiels et des roadmaps cohérentes avec la vision Mobena.

Par ailleurs, VEDECOM et des partenaires du projet Mobena, sont impliqués dans la mise en place de démonstrations techniques pour évaluer les approches d’interopérabilité dans l’écosystème de la recharge. Cette collaboration s’inscrit dans le cadre d’un partenariat historique entre VEDECOM et le centre d’innovation néerlandais Elaad. Les deux organisations ont réalisé avec succès différentes démonstrations conjointes dès 2018 dans le domaine de la recharge intelligente.

Télécharger le communiqué de presse du 9 novembre 2021

Télécharger la photo HD des représentants du consortium au 9 novembre 2021

Télécharger la photo HD des représentants et partenaires du consortium au 9 novembre 2021

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