Horizon 2020 Batteries Nouvelle Génération : Appels à projets “Building a low-carbon, climate resilient future”

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Horizon 2020 batteries nouvelle génération Building a low-carbon, climate resilient future

Clôture Horizon 2020 Batteries nouvelle génération : 21 avril 2020

La Commission Européenne a ouvert un appel à projets Horizon 2020 batteries de nouvelle génération dans le cadre du programme “Building a low-carbon, climate resilient future”. Cet appel à projets est doté de 90 M€ et est ouvert sur 4 sujets.

Sujet 1 : “Prochaine génération et réalisation de pack de batteries pour les véhicules électriques et hybrides rechargeables” – LC-BAT-10-2020

Contexte

Pour accélérer l’adoption massive par le marché des véhicules électriques à batterie (BEV) et des hybrides rechargeables (PHEV), il sera nécessaire d’augmenter la densité des batteries en termes de poids et d’espace. De plus, des temps de charge plus courts pour les BEV grâce à une charge haute puissance permettront de voyager sur de plus longues distances, imposant de nouveaux défis aux besoins de refroidissement.

Des performances plus élevées de la batterie soulèvent des problèmes de sécurité qui nécessitent des systèmes de gestion de batterie (BMS) plus robustes et flexibles. Outre les recherches sur l’électrochimie avancée et la fabrication de cellules, qui ne font pas partie de ce call, l’intégration des piles rechargeables dans des blocs-piles joue un rôle important. Cependant, la fabrication des cellules primaires de batterie et leur électrochimie influencent leur forme et leur comportement thermique et donc aussi la manière dont elles peuvent être intégrées dans les modules et les batteries.

Projets attendus

les projets attendus doivent répondre à toutes ces problématiques :

  • Conception de batteries et de systèmes avancés. Technologies répondant aux exigences d’allègement, de résistance aux chocs, et de pré-requis électriques et thermiques. Travaux sur des matériaux légers avancés, le packaging, l’intégration et la modularité tout en tenant compte des aspects de l’écoconception pour la fabrication et le démontage (y compris leur automatisation), la réutilisation (seconde vie) et le recyclage / la durabilité , conduisant à une amélioration globale de l’ACV.
  • Développement de solutions et de processus spécifiques pour le démontage et le recyclage durables des blocs / modules de batteries et de leurs matériaux, composants et sous-systèmes en tenant compte de la sécurité et de l’automatisation.
  • Systèmes de gestion de batterie avancés flexibles pouvant être utilisés sur différents types de packs et de véhicules de taille moyenne avec différents modèles d’utilisation, et disposition sous-jacente à utiliser dans les applications de seconde vie.
  • Fonctionnalités avancées des systèmes de gestion de batterie pour permettre le contrôle des modules et des packs et leur maintenance et dépannage à distance, la mise à jour du logiciel et d’autres fonctions. Les aspects de sécurité et de modularité doivent être pris en compte lors de l’augmentation de la densité d’énergie de la batterie. De plus, les aspects sanitaires et environnementaux des matériaux avancés des batteries doivent être pris en compte tout au long du cycle de vie, y compris les cas de défaillance et de réutilisation / recyclage.
  • Développement de systèmes haute tension compatibles avec la charge ultra-rapide haute puissance et les implications connexes, y compris la charge haute et basse température, l’isolation, les modèles avancés (y compris par exemple l’exploration de données et le big data sur les bases de données existantes) pour surveiller l’état thermique et l’estimation de l’application -État de santé dépendant (c’est-à-dire en première et deuxième utilisation).
  • Développement et qualification de futures procédures de test liées aux performances des fonctionnalités développées dans des conditions réelles, incluant des conditions environnementales extrêmes.
  • La validation du concept des fonctionnalités de performance de la batterie à pleine échelle doit être démontrée par l’intégration du pack dans un véhicule existant (aucun développement de véhicule ne peut être inclus dans les coûts déclarés) qui devrait également servir de référence pour les performances obtenues.
  • Développement et qualification de futures procédures d’essai liées à la sécurité, par ex. purge / gestion des gaz, signaux d’avertissement de panne de batterie, propagation thermique.

Sujet 2 : “Réduire le coût des grosses batteries pour le transport par voie d’eau” – LC-BAT-11-2020

Contexte

De grandes batteries sont de plus en plus déployées pour améliorer l’efficacité et éliminer les émissions provenant du transport par voie d’eau. Cependant, les batteries de transport par voie d’eau peuvent être jusqu’à dix fois plus chères qu’une batterie automobile de capacité équivalente. Et leur coût élevé est un obstacle important à l’augmentation du déploiement de la navigation électrique hybride et entièrement à batterie. Contrairement aux autres modes de transport, l’espace, le poids et par conséquent la densité de puissance des batteries de transport par voie d’eau sont généralement d’une importance secondaire dans le coût total du cycle de vie du système.

Plusieurs facteurs contribuent à la différence de coût, notamment les processus de production, la certification de sécurité, la suppression des incendies, les économies d’échelle réduites et les coûts d’assemblage plus élevés. Le défi consiste à réduire considérablement le coût des grands systèmes et piles de batteries de transport par voie d’eau pour les applications de transport maritime et fluvial.

Projets attendus

Les propositions peuvent concerner la cellule de batterie ou le système de batterie (racks, système de gestion de batterie, détection de panne et toute suppression d’incendie intégrée) ou à la fois la cellule et le système de batterie. Tous les aspects suivants doivent être adressés :

  • Rechercher et développer un grand système de batterie et / ou des cellules de batterie spécifiques qui soient sensiblement moins chères sur une base de coût total par rapport au système existant.
  • Les travaux devraient être applicables aux systèmes de batteries d’une capacité d’au moins 1 MWh.
  • Prouvez la technologie et les processus de fabrication par des essais et des tests de système.
  • Abordez l’efficacité du processus de production.
  • Répondre aux exigences d’approbation. Y compris une évaluation complète de la sécurité basée sur les risques.
  • Développement d’une méthodologie de certification des batteries marines dans le but de: valider et vérifier la sécurité (en tenant compte du refroidissement par air, liquide ou passif). Y compris la standardisation des méthodes et outils de test pour la réduction des coûts de certification.
  • En tenant compte des différents types de navires, abordez l’intégration des systèmes de batterie dans le système de gestion de l’énergie / de puissance du navire.
  • Entreprendre une analyse coûts-avantages pour démontrer de manière convaincante les économies de coûts par rapport à la technologie actuelle de batterie.
  • Évaluer les stratégies de fin de vie et d’élimination.
  • Développer une analyse de rentabilité convaincante et envisager des modèles de financement potentiels

Sujet 3 : “Batteries de nouvelle génération pour le stockage d’énergie stationnaire” – LC-BAT-8-2020

Contexte

Les applications stationnaires telles que les réseaux électriques et les sites industriels nécessitent des applications de stockage capables de combiner une puissance élevée et une utilisation intensive, passant par plusieurs cycles profonds par jour, avec une longue durée de vie et une sécurité maximale. En outre, les futurs systèmes de batteries devraient avoir une durabilité optimale tout au long de la chaîne d’approvisionnement, y compris la substitution des matières premières critiques, la seconde vie et le recyclage.

Les batteries Li-ion de génération actuelle, malgré leur succès dans la mobilité électrique, ne sont peut-être pas la solution ultime pour le stockage stationnaire. En outre, la croissance du marché des batteries Li-Ion n’est pas suffisante pour répondre à la demande d’applications fixes et de mobilité électrique. L’intérêt pour les batteries Li-ion et non-Li-ion de nouvelle génération pour ces applications est en augmentation. Mais de nombreux obstacles fondamentaux et technologiques restent à surmonter.

Projets attendus

L’objectif est de développer et de valider ou de démontrer des technologies de batterie innovantes de nouvelle génération pour le stockage d’énergie stationnaire qui ont un faible coût, une sécurité élevée, une grande profondeur de décharge et une durée de vie et une efficacité élevées. Le développement doit inclure l’intégration de capteurs et / ou d’électronique de gestion de batterie dans la cellule, et le potentiel de mise à l’échelle des systèmes de batterie. Les systèmes de batteries devraient avoir une durabilité optimale tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Y compris la substitution des matières premières critiques.

Un problème clé est la conception d’un processus de production efficace avec un impact environnemental minimal tout au long du cycle de vie, y compris le recyclage. Les solutions doivent être validées ou démontrées dans un environnement pertinent. Étant donné que le coût est le principal moteur du stockage d’électricité à l’échelle du réseau, des objectifs pour les principaux indicateurs de performance tels que le coût en capital, le coût de stockage et le coût de fin de vie doivent être fixés. Les composantes du «solde de l’usine» devraient être incluses dans les estimations de coûts.

Sujet 4 : “Hybridation des systèmes de batteries pour le stockage d’énergie stationnaire” – LC-BAT-9-2020

Contexte

Les batteries avancées devraient jouer un rôle majeur dans la gestion du réseau électrique dans les systèmes à forte proportion d’électricité renouvelable. La nécessité de fournir simultanément plusieurs services nécessite des compromis entre les besoins en puissance et les besoins en énergie. Les systèmes de batteries hybrides peuvent permettre d’optimiser les performances de puissance / énergie en combinant différentes technologies. De tels systèmes hybrides permettraient d’atteindre de meilleures analyses de rentabilisation en mélangeant la contribution à différents services et / ou produits.

Projets attendus

L’objectif est de développer et de démontrer des systèmes de stockage de batteries innovants optimisés basés sur l’hybridation. Le système de stockage résultant peut être conçu soit par jumelage de systèmes distincts, soit par hybridation interne de cellules et de systèmes de contrôle. L’accent devrait être mis sur : la conception des cellules et des piles; sur les systèmes avancés de gestion des batteries et sur les systèmes de contrôle de stockage hybrides de haut niveau. Les systèmes de stockage hybrides peuvent par exemple être optimisés pour une ou plusieurs des applications suivantes:

  • Réseau paneuropéen interconnecté
  • Réseaux insulaires
  • Prestation de services dans des réseaux de distribution faibles
  • Prestation de services dans des réseaux privés tels que des parcs industriels
  • Mise à niveau de la charge pour les stations-service de recharge pour véhicules électriques.

Organisme : Commission européenne

Toute l’information sur l’appel à projets Horizon 2020 Batteries Nouvelle Génération : www.ec.europa.eu

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