Veicoli elettrici: CEA e Gruppo Renault sviluppano un veicolo bidirezionale ad altissima efficienza

16 gennaio 2023 10:00

Boulogne-Billancourt, 16 gennaio 2023 – E se il veicolo diventasse un pilastro della rete elettrica? È il principio del V2G, o Vehicle-to-Grid, una tecnologia di scambio bidirezionale che presto consentirà ai veicoli Renault di ripristinare parte dell'elettricità immagazzinata nelle batterie per ottimizzare il funzionamento della rete e compensare il carattere intermittente delle energie rinnovabili .

Su questo tema, e per andare ancora oltre, il CEA, attore di primo piano nel campo della ricerca, e il Gruppo Renault, pioniere ed esperto di veicoli elettrici, stanno già lavorando sulle future generazioni di queste tecnologie V2G che saranno implementate entro la fine del decennio. A tal fine, il CEA e il Gruppo Renault hanno sviluppato congiuntamenteuna nuova architettura di convertitori elettronici di potenza direttamente integrato nel caricabatterie del veicolo. Frutto di quasi tre anni di ricerca e oggetto di 11 brevetti congiunti, questo convertitore di potenza1, sviluppato con materiali innovativi e più compatto, ridurrà le perdite di energia del 30%, migliorerà i tempi di ricarica del veicolo e garantirà la durata della batteria. Meglio ancora, lo saràbidirezionaleimmagazzinando energia dalla rete elettrica.

I team R&D di CEA e del Gruppo Renault hanno unito le loro competenze nel campo dell'elettronica di potenza di bordo, in particolare nel campodi materiali semiconduttori ad ampio gap di banda, sia in nitruro di gallio (GaN) che in carburo di silicio (SiC).

Di conseguenza, la nuova architettura basata sui materiali semiconduttori ad ampio gap di banda lo rende possibileper ridurre le perdite energetiche del 30% durante la conversionee di ridurre della stessa quantità il riscaldamento, facilitando il raffreddamento del sistema di conversione.

Inoltre, il lavoro degli ingegneri per ottimizzare i componenti attivi (semiconduttori) e passivi (condensatori e componenti induttivi avvolti) ha consentito unriduzione del volume e del costo del caricabatterie . Grazie all'utilizzo di materiali in ferrite, dedicati all'alta frequenza, e ad un processo di modellatura ad iniezione denominato "Power Injection Moulding", il convertitore è diventato più compatto.

Questa nuova architettura del convertitore offre acapacità di ricarica fino a 22kW in modalità trifase , consentendo una ricarica più rapida del veicolo garantendo al tempo stesso la durata della batteria. Permette ancheil caricabatterie deve essere bidirezionale , in modo che l'energia immagazzinata nella batteria possa essere reimmessa in rete o utilizzata per soddisfare il fabbisogno energetico di una casa autonoma, a condizione che la casa sia dotata di un contatore bidirezionale. La soluzione è compatibile con gli standard di compatibilità elettromagnetica (EMC) delle reti e dell'auto.

Jean-François Salessy, Vicepresidente Ingegneria Avanzata, Gruppo Renaultspiega "Questo progetto con il CEA ha superato le nostre aspettative confermando la capacità di raggiungere le prestazioni attese in termini di efficienza e compattezza. Apre forti prospettive per l'elettronica di potenza, che rappresenta una vera sfida nel veicolo elettrico, per rendere sfruttare al meglio la capacità delle batterie. Con la ricarica bidirezionale, il veicolo serve la rete elettrica e consente al consumatore finale di ridurre i costi energetici."

"Siamo orgogliosi di sostenere il Gruppo Renault in questo sviluppo", affermaSébastien Dauvé, CEO di CEA-Leti . "Siamo riusciti a riunire la visione del sistema del Gruppo Renault per l'elettrificazione del veicolo e della catena cinematica e le competenze dei nostri team nelle architetture e nei componenti dei convertitori; alla fine, abbiamo implementato un'architettura adattata alle esigenze e con un alto valore aggiunto valore."

"L'utilizzo di materiali innovativi con brevetti congiunti Gruppo Renault - CEA sul caricabatterie ha permesso di realizzare il trasformatore dedicato, che è un componente fondamentale in questo tipo di sviluppo, poiché consente una riduzione degli ingombri con prestazioni che vanno oltre le stato dell'arte", descrive