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

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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

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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