Infrastructures pour la charge des véhicules électriques : Défis, Opportunités et Solutions.
Claude RICAUDSr VP, Power Innovation
27 Mai, 2010Assemblée Générale du CEB
Vision pour demain…Dés véhiculesDes constructeursDes marchés
Schneider Electric 3- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Véhicules Electriques●De nouveaux types de vehicules pour reduire
les émissions et la dépendance au pétrole : Biofuel, Hybrid, Plug in Hybrid (PHEV), Electrique (EV)
●Scenario 2020: PHEV ou EV = 15% à 25% des ventes mondiales (10 à 15 M / 60M/an).
●Premiers lancements EV / PHEV en 2011
●PHEV et EV exigent une infrastructure de recharge
●Supports gouvernementaux à l’industrie automobile pour le développement des EV ; multiples expérimentations en préparation
Schneider Electric 4- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Une avalanche d’annonces, chez tous les constructeu rs existant et les nouveaux entrants
Schneider Electric 5- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Une vision du futur…●Le marché automobile futur mixera
●Des véhicules thermiques “traditionnels” très basse consommation
●Des véhicules electriques (dits aussi décarbonés)
● hybrides (1er generation, à la Toyota Prius, autonomie électrique ≅ 0 km)● hybrides rechargeables PHEV, autonomie ≅ 20 à 40 kms + 600 kms en essence)● Electriques (EV, autonomie type 150 kms).
●Des véhicules nouveaux (tricycles, urbains…)
●Les constructeurs automobiles ont un rôle moteur ● Leurs choix techniques et business structurent le marché. ●Mais ils ont besoin de subventions massives pour amorcer le marché
●L’infrastructure de Charge est essentielle à la création du marché●PHEV et EV exigent une infrastructure de recharge.
● L’absence d’infrastructure a été une cause majeure des échecs passés.
Des multiples défisTechniquesEconomiquesUsageStandardisation
Schneider Electric 7- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Le déclencheur: la batterie Lithium (Li-Ion)
● Li – Ion : densité d’énergie, rendement et durée de vie (>1000 cycles)
●Capacité : jusqu’à 25kWh● EV : 20kWh / 160km● PHEV : 5kWh / 40km
●Prix : 1000€ à réduire à 400€/kWh● 20kWh x 400€ : 8 000 €
� Leasing de la batterie
●Charge● Normale : 21kwh = 3kW x 7h
● Rapide : 21kWh x 75% = 50KW x 15 min
● 1.5 à 2 €
Schneider Electric 8- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Quelle infrastructure ?●Charge Normale ou rapide ?
● Je m’arrête pour recharger ou Je recharge quand je m’arrête ?
●Combien de points de charge rapide déployer ?
● La charge rapide = réassurance ou option de base ?●Des stations dédiées d’échange de batteries ?
●Des spots publiques ou privés, AC ou DC ?●A la maison / Bureau ou dans les rues ?●Utiliser le réseau AC existant ou des chargeur CC dédiés ?
●Renforcer les réseaux ?● 1 M EV = 2 TWh / an (p.ex, < 0.5% du total en France)●… mais pourrait générer une « surpointe » de 2% de puissance.
●Quels business modèles pour l’infrastructure●Une charge complète = 1 à 2 € d’électricité●Est-ce que cela peut payer l’infrastructure de recharge ?
●Qui paiera ?●Propriétaires ? Un opérateur de mobilité? Contribuable ? Véhicules essence ?
Schneider Electric 9- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles’
Au travail
HabitatExchange
Station
Parkingspublics
& sur la routePendant les achatsLors d’un voyage
Station service
En 3 minutes
Station d’échange < 7 heures , nuit & WE
Variable
15 minutes
< de 7 heures à plusieurs jours
1 – 2 heures
Maison
Collective< 7 heures, de jour
20 Kwh
5 à 7km/ kwh
Le véhicule électrique : des infrastructures de recharge à adapter aux usages…
Schneider Electric 10- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Standardisation●Activité intense à l’IEC et dans tous les organismes
● 2 sujets chauds : prises, communication véhicule / infrastructure
Des opportunités majeures dans l’infrastructureEn 2020, 15 à 25% de la production automobile sera faire de VE our PHEV, nécessitant des milliards d’€ d’investissements dans les infrastructures de recharge.
Schneider Electric 12- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Un marché attractif
● Très fort potentiel :
5 à 10 Bn€ en 2020
●mais non-mature, aux plans techniques, normatifs et businessmodels
● ~60 million / an,
●EN 2020, 15% seront EV ou PHEV…
●Chaque véhicule nécessite ~1000€d’infrastructure
●Quel mode de charge va s’imposer : mode 3 sécurisé ? Ou la prise domestique ?
●A quelle vitesse ?
●Quelles réglementations nationales pour favoriser le VE ?
Source: compilation de différents analystes, publications fabricants auto, Groupe de travail gouvernemental français.
Schneider Electric 13- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Un exemple de plan national: le cas français
●Plan pour le développement du Véhicule Electric et Hybride Rechargeable : ●Supporter la recherche (production batteries)
●Stimuler la demande,
●Développer les infrastructures de recharge.
●Objectif: 2 million véhicules electriques et PHEV en 2020 en France.
● Infrastructure de recharge. ●Avant 2020, 4.4 million de points de recharge,
● 90% en residentiel et dans les sites d’entreprises,
● 10% sur la voie publique ou parkings publics;
●Charge “normale” (3 kVA) pour 98% du total.
●Des mesures de soutien, ● création d’un “droit à la prise” dans les co-propriétés
Solutions pour l’infrastructure
Schneider Electric 15- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Des besoins multiples
43 KW - Tri Ph 63A
50 KW - DC
24 KW - Tri Ph 32A
Wall box(résidentiel)
125 KW AC
125 KW DC
6 KW – Single Ph 32A
3 KW – Single Ph 16A
StationSet of Spots(Parkings: public,
privés, entreprise, etc.)
Schneider Electric 16- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
Des valeurs clefs pour les clients● Le plus haut niveau de sécurité
● Charge en Mode 3● Des prises avec occultations sur le mur, pour tenir compte de la variété
des utilisateurs et du nombre de manipulations.
●Simplicité et facilité d’usage● Ergonomie du système de connexion, de l’installation à l’usage
quotidien● Simplicité, pour un coût réduit
●Gestion d’Energie● Charge normale pour une gestion effective des recharges● Eviter les périodes de pointe (cost, CO2)● Adapter à la capacité de l’installation
●Conformité aux standards internationaux ● IEC● Creation de EVPlug Alliance pour promouvoir une adoption rapide
d’une solution commune de connexion.
Schneider Electric 17- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
●Objectifs●Promouvoir un connecteur Européen pour l’infrastructure
de charge des VE, basée sur le "Type 3" à empreinte unique (16/32 A, mono ou tri) du standard IEC enfinalisation.
●Promouvoir la charge en mode 3
●Un label pour garantir la conformité up au standard et l’interopérabilité des solutions, dans tous les cas d’usage.
●Une Alliance ouverte
Créer un eco-system autour d’un standard fort, facilit ant le développement de et applications qui révolutionneron t la charge des véhicules électriques
Une intiative : EV Plug Alliance
Et après-demain ? …
Schneider Electric 19- Assemblée Générale du CEB 27 Mai 2010 - Bruxelles
La gestion d’énergie, ou le rôle des VE dans les Smart grids
Prosumers
3 • Commerce CO²• Efficacité énergétique• Gestion Micro réseaux
Compatge Intelligent& DemandResponse
4
Transport
Residentiel
Commercial
Industriel
Generation Distribuée 2
EnRStockage réserve
●Gestion des recharges : éviter les pics, contribuer au Demand / Response
●Comptage intelligent et gestion tarifs de charge
●Gestion des flottes et de l’infrastructure de Recharge via le smart grid
●Utilisation des batteries pour du stockage et restitution au réseau (Vehicle To Grid, V2G)
●Association Véhicules / EnR pour augmenter l’usage des EnR