Station de recharge bidirectionnelle et assistée en puissance - FVS Group
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Station de recharge bidirectionnelle
et assistée en puissance
Swiss Mobility Days 2017_Symposium / Leclanché SKo – Martigny – 26 avril 2017
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Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Leclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin de charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_Symposium
EV, EV-charger, stockage d’énergie, des marchés en forte croissance
Service réseaux & Système de batterie pour eTransport
microgrids commerce & industrie
• Microgrids : intégration d’énergie • Commerce, industrie & résidentiel • Flotte de bus, trains & trams
renouvelable
• Télécoms, sécurité & défense, médical, • Ferry et remorqueurs
• Stabilisation réseau et écrêtage de pointe éclairage public
• Elévateurs, grues, véhicules pour
• Home storage les mines
5.0 12.0 11.3 8.0
4.2
4.0 6.0
9.0 6.0
3.0
GWh
GWh
GWh
6.0 4.0
2.0
0.9 1.7
3.0 1.8 2.0
1.0
0.0 0.0 0.0
2016 2020 2016 2020 2016 2020
Source: Navigant Research
CAGR: Compound annual growth rate (taux de croissance)
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3 Swiss Mobility Days 2017_Symposium
We deploy our proprietary LTO and G-NMC cells yet remain flexible to
incorporate all third party technologies for selected solutions
Lithium Titanate Oxide (LTO) Lithium Graphite/NMC (G-NMC) Integrated 3rd Party Technologies
Cycle life 15,000 @ 100% DoD 4,500 @ 100% DoD Examples could include:
>20,000 @ 80% DoD 8,000 @ 80% DoD Low cost third party Li-Ion batt.
Other battery chemistries (Ni-MH,
Lifetime & Up to 20 years Up to 10 years
Ni-Cd, PbA)
warranty
Hydrogen fuel cells
Charge time to Less than 15 minutes (4C) 1 hour (1C) Vanadium redox / redox flow
90% SoC batteries
Charge Symmetrical to discharge Asymmetrical to discharge Ultracapacitors
acceptance (max. c-rate 5 to 20) (max. c-rate 1)
Energy 70 Wh / kg 160 Wh / kg
density
Temperature -20°C to +55°C 0°C to +45°C
range
Safety Superior ceramic cell technology Superior ceramic cell technology
Ideal use cases Power intensive, long lasting, rapid Energy intensive, low- or micro- cycle,
response bulk storage
Example • Electric buses, e.g. Brugge • Behind-the-meter stationary
applications • Electric ferries • Grid stability, e.g. IESO Ontario
• Hybrid solutions for grid
The vast majority of applications use our technology… …but we remain flexible to integrate
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4 Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Leclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin de charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Voiture électrique = changement de paradigme ?
Avec :
• Les volontés (parfois politiques) de réduire nos émissions de CO2
• Notre besoin de faire de la mobilité douce
• Faire un usage différent de notre voiture (car sharing, connected car, voiture autonome)
• Il y a une vraie tendance pour les énergies vertes en Europe
• Les routes (et les trains sont surchargés)
• Le permis intéresse moins les jeunes en attendant les nouvelles
technologies
• Les nouvelles technologies arrivent à maturation
• L’offre des voitures électriques est vraiment intéressante, le parc «explose»
Une révolution
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6 Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Faire le plein ou recharger ? La différence
En voiture électrique la consommation moyenne est de :
• 200 W/km
• 20 kWh = équivalent 100 km
• 10 kWh/j = 50 km par jour
Les habitudes changent : avec un chargeur AC, monophasé de 3.7 kW (16A), à la maison et ou au
travail, il suffit de 3 h de charge par jour pour faire les trajets quotidiens moyens (50 km)
Un chargeur peut fournir entre 3.7 et 150 kW par heure (bientôt 350 kW)
Avec une voiture traditionnelle nous faisons, avec un plein d’essence ou de diesel, entre 600 et 1000 km
IC (Internal combustion)
EV (Electric Vehicule)
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7 Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Leclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_Symposium
Les différents modèles et les besoins de charge rapide ?
DC
AC
Les propriétaires de logement, les employés, les indépendants chargent facilement à domicile et au
travail, ils ont besoin de charge rapide qu’occasionnellement.
Les locataires, sans place de parc attribuée, n’ont pas le choix. Ils doivent trouver les infrastructures
adéquates pour charger leur véhicule. Une charge rapide est un avantage, parfois une nécessité.
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Différence entre faire le plein et recharger
50 Km/h = 50 km d’autonomie pour une heure de charge
Chargeur vs autonomie
3.7 kW => 15 km/h => 8h pour charger la batterie de 30 kWh
11 kW => 50 km/h => 3h pour charger 30 kWh ou 8h pour 90 kWh (TESLA chargeur embarqué)
22 kW => 100 km/h => 1.5h pour charger 30 kWh ou 4h pour 90 kWh (TESLA chargeur embarqué)
120 kW => 170 km/½h => 1h pour charger 90 kWh (Supercharger TESLA)
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10 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLeclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLe stockage tampon et l’assistance de puissance
Mais pour de la charge rapide il faut de la puissance. Et la puissance est cher, pas toujours disponible
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12 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLe stockage tampon et l’assistance de puissance
Les principes, propriétés et avantages
• La batterie permet la charge rapide sans toucher aux infrastructures
• La batterie se charge quand la station n’est pas ou peu utilisée
• La batterie peut doubler la puissance du réseau en cas de besoin
• La batterie permet de multiplier les stations de charge
• La batterie permet d’augmenter l’intégration des énergies renouvelables
• La batterie permet des services réseaux
• La batterie permet d’amortir les installations plus rapidement
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13 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLeclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLes Smart Grids. Pourquoi des services réseaux ?
Prévoir les énergies intermittentes
• Le réseau a toujours besoin de réglage, de prédiction.
• Le réseau électrique a été conçu pour alimenter une consommation variable à partir d’une
production modulable.
• Avec l’arrivée des énergies renouvelables, les productions décentralisées et stochastiques,
partiellement hasardeuses, leur développement impliquera encore plus de réglages.
• En développant l’observabilité, le pilotage et la flexibilité, les Smart Grids permettront de
mieux gérer l’intermittence des énergies renouvelables.
• Les interactions sont multiples et la gestion des énergies renouvelables est corrélée avec
celle des systèmes, des batteries et de la demande.
• Le 100% renouvelable ne pourra se faire qu'avec les outils de communication et d'aide à la
décision adéquat au Smart Grid.
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15 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLes services réseaux avec la station de charge
Services réseaux sans batterie externe
• Décalage de charge (peak shaving)
• Réduction du courant de charge
• Absorption de surplus de production
Services réseaux avec batterie externe
• Augmentation des puissances disponibles
• Lissage des demandes en courant
• Décalage de charge
• Augmentation de l’autoconsommation
• Décalage des tarifs d’achat de l’électricité
• Réglage des puissances réactives
Services réseaux avec EV batterie (chargeurs bidirectionnels)
• Vehicule to Grid
• Augmentation de l’autoconsommation
• Décalage de charge (peak shaving)
• Gestion d’une flotte de véhicules et des puissances
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16 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLes services réseaux avec la station de charge
Les services réseaux ont un coût, peuvent rapporter
Le prix de la recharge pourrait être variable
• Très bas (ou gratuit) si des services sont revendus
• Cher si le besoin est important et immédiat (charge
rapide)
Les investissements peuvent être amortis plus rapidement
• La batterie (EV ou externe), les systèmes de gestion
• Les investissements en panneaux solaires, en autre
systèmes
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17 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLes services réseaux avec la station de charge
Les réglages réseaux sont nécessaires
• Avec l’arrivée des voitures électriques et des énergies renouvelables
• Ce développement impliquera encore plus de réglages
La technologie est disponible
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18 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumLeclanché et les technologies de batteries
Différence entre faire le plein et charger sa voiture_e
Besoin charge rapide ?
Le stockage tampon et l’assistance de puissance
La station de recharge, les services réseaux
Conclusions
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Swiss Mobility Days 2017_SymposiumConclusion
Le développement de la voiture électrique dépend de la charge rapide ?
Les infrastructures se développe très rapidement
La charge rapide est nécessaire pour :
• Ceux qui n’ont pas de chargeur disponible à la maison, sur leur place de travail ou à
proximité
• Ceux qui utilisent leur voiture pour de longs trajets (par exemple vacances)
La batterie est nécessaire pour :
• Pour assister les chargeurs en puissance
• Pour éviter les perturbations sur le réseau électrique
• Pour aider à amortir les installations
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20 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumOur common technology stack is applicable
across multiple markets
Asset planning & management software
Commercial & industrial
Utility-scale battery systems eTransport
generation &
microgrids
Common, modular ‘building Solutions delivery, including financing & EPC*
block’ technology – with
capabilities to integrate all Systems integration and engineering expertise
storage technologies
Our systems integration Battery management system (BMS)
business is cell chemistry
agnostic and encompasses
other evolving energy
storage technologies
Module design
Proprietary Lithium Titanate Proprietary G-NMC** Third party battery
Oxide (LTO) cells for leading cells for energy cells and other energy
performance in long-life and intensive applications storage technologies
rapid-charge applications (including 3rd party
(sole manufacturer in Europe) sourcing)
21 *Engineering, Procurement & Construction.
21 Swiss Mobility Days 2017_Symposium
**Graphite anode and Nickel-Manganese-Cobalt cathode.> 100 ans d’expertise dans les systèmes
de stockage d’énergie
Nous offrons à nos clients des systèmes complets, intégrés,
clé en main, incluant le design, le développement, les
programmes (BMS, EMS) pour de la puissance et de la
capacité jusqu’à des centaines de MW et de MWh
> 150 employés
Incluant 50 ingénieurs, dont 20 pour le
développement SW (Suisse,
> 100 brevets Allemagne, Belgique et Etats-Unis)
Déposés couvrant notre technologie de
lithium-ion, nos processus de fabrication
et notre expertise en systèmes
> CHF 150 millions
investis et engagés par nos actionnaires
depuis juin 2010
> 75% de croissance prévue en 2017
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Swiss Mobility Days 2017_SymposiumCustomer case studies: utility-scale and microgrid
storage applications
École polytechnique fédérale de Lausanne Ontario IESO / grid ancillary services
Location: Lausanne, Switzerland Location: Ontario, Canada
System: 500kWh LTO BESS System: 53MWh G-NMC BESS
COD: Sep-2015 Target COD: Q1-2017 (under construction)
• Turnkey BESS for ancillary services, solar PV solar • Fast frequency response for grid reserve /
integration, peak shaving, load management and fast voltage control services
frequency response
• 15 years performance warranty by Leclanché on
• 10 years performance warranty by Leclanché on its LTO its G-NMC batteries
batteries
• Partners include Deltro Energy (electrical and
• Largely co-financed by the Canton of Vaud civil work and PCS) and Greensmith (EMS);
Leclanché providing development Capital and
arranging Swiss Export Credit (SERV)
Bamboo Sprout – primary control reserve Graciosa energy island / micro-grid
Location: North Germany Location: Graciosa, Azores Islands, Portugal
System: 33MWh BESS System: 3.2MWh LTO BESS
Target COD: Q4-2016 (under construction) COD: Dec-2015
• Turnkey BESS to provide grid frequency control via the • Micro-grid supplying power for 4,500
German primary control reserve (PCR) market inhabitants; turnkey solution for energy storage
plant and distribution management integrating
• 10 years performance warranty by Leclanché on its BESS
solar PV, wind park and diesel genset
• 2-MW capacity being built by Leclanché on the basis of technologies
Build-Own-Operate-Transfer- while the Company is
• Increase in proportion of renewable generation
actively seeking long term strategic owners of this Asset
used from 15% to 65% of annual consumption
• Project partner and DSO: ENERTRAG AG
• 20 years performance warranty by Leclanché on
its LTO batteries
• Project management and EMS by Younicos,
financing provided by local grants and
Leclanché’s shareholder, Recharge
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23 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumCustomer case studies: eTransportation
applications
Brugge eBus ÆRØ Ferry Project
Location: Brugge, Belgium Location: Denmark
System: 38kWh LTO System: 4.2MWh G-NMC
COD: Oct-2015 Target COD: Jun-2017
• First wirelessly charged fully electric buses to • 56m x 12m public eFerry to replace one of the
enter public operation in Belgium diesel-powered ferries on route between
Denmark mainland and Ӕrø Island.
• Three VanHool A308E buses equipped with an
LTO battery delivered by Leclanché. • Will be largest electric ferry in the world with
planned energy savings up to 50% and major
• Project partners included VanHool, De Lijn
emission reductions
(Belgian bus operator) and Bombardier
• Full electric drivetrain provided in partnership
with Visedo
VTT eBus BB Green
Location: Espoo, Finland Location: Sweden
e b u s
System: 55kWh LTO System: 200kWh LTO
COD: Feb-2016 COD: Q2-2016
• Ranked #1 in TransDev energy consumption • Battery system and integrated BMS for
test, which included several European and demonstrator fully electric high speed
Chinese bus designs; eBus achieved as low as 0.7 commuter ferry
kWh/km consumption vs typical consumption of
• LTO technology means batteries may be fully
1.1-1.3 kWh/km.
charged in as little as 10 minutes
• Full electric drivetrain provided in partnership
• Battery capacity divided into two identical
with Visedo
battery packs for redundancy
• Ferry fully constructed and awaiting deployment
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24 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumCustomer case studies: eTransport,
commercial and industrial applications
Automated guided vehicles (AGVs) Auto-guided oceanography submarine
Location: Billund, Denmark Location: Belgium
System: 40kWh LTO System: 14.4kWh Third Party G-NMC
Target COD: Q4-2016 Target COD: Q4-2016
• Globally renowned toy and entertainment brand chose Leclanché to replace their • Advanced design constraints to provide enough
fleet of 27 NiCd-powered warehouse AGV’s energy within limited physical envelope and
• Leclanché was chosen over competing solutions for: able to resist to huge pressure and mechanical
constraints (for diving depths over 300 metres)
– Lowest total cost of ownership with guaranteed 80% residual capacity after 7 years
• Design, testing and all certifications completed,
– Greater autonomy and operational flexibility from better efficiency, ultra-fast production underway
charging and remote management software
– Low ecological footprint given favourable battery chemistry and Leclanché’s other
‘green’ credentials
Off-grid residential storage Off-grid street lighting
Location: Island, Sri Lanka Location: Saudi Arabia
System: 130 kWh, G-NMC System: 3x700Wh LTO modules
COD: Nov-2015 COD: Oct-2015
• Economical residential storage solution • In March 2015 Leclanché delivered 200 battery
delivered for a small island in the north of Sri modules for the project, certified to CE and UN38
Lanka safety standards
• 4 battery banks, five 6.7kWh each • Each module consists of 10 A4 LTO cells and is
• 7 year warranty with design life of more than supported by a 10-year performance warranty
>5,000 cycles • Fully integrated design, specified with capacity for
two full consecutive nights of autonomy, heat
resistant (to over 50°C) and maintenance-free
25
25 Swiss Mobility Days 2017_SymposiumQuestions?
Stephan Kolly
Merci pour votre attention Chef de projet / 079 815 06 58
stephan.kolly@leclanche.com
WE ARE IN CHARGE
© Leclanché SA – 02/2017 SKo – strictly confidential Slide 26Références
http://www.leclanche.com/
http://www.alpiq-e-mobility.ch/fr/home.html
http://new.abb.com/ev-charging
https://www.linkedin.com/pulse/peut-on-passer-au-100-renouvelable-guillaume-gu%C3%A9rard
http://www.yocar.ch/#firstPage
http://inhabitat.com/point-one-s-bmws-first-solar-charging-point-brings-beautiful-modern-design-to-emission-free-transit/
https://www.bluewin.ch/fr/techno/redaction/2016-12/ruee-sur-les-voitures-electriques--qui-peut-concurrencer-tesla-.html
http://www.amenagementdesign.com/architecture/maison-contemporaine-avec-fenetres-sol-plafond/photo/maison-avec-abris-pour-voiture/
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