Renault svela un nuovo caricatore di bordo V2G ad alto rendimento

Alessio Salome Autore
Gruppo Renault CEA nuovo caricatore V2G

Renault si chiede ormai da tempo come è possibile rendere i veicoli elettrici una colonna portante della rete elettrica. Questo è il principio che sta alla base del sistema Vehicle-to-Grid (V2G), una tecnologia di scambi bidirezionali che in futuro permetterà ai veicoli della casa automobilistica francese di restituire una parte dell’energia immagazzinata nelle batterie per ottimizzare il funzionamento della rete e compensare il carattere di intermittenza delle energie rinnovabili.

Su questo argomento, il Centro di Ricerca di Spicco (CEA) e il Gruppo Renault stanno già lavorando sulle future generazioni delle tecnologie V2G, che saranno diffuse entro la fine del decennio. A tal fine, le due parti hanno sviluppato insieme un convertitore di potenza con una nuova architettura elettronica direttamente integrata nel caricatore del veicolo.

Gruppo Renault CEA nuovo caricatore V2G
Gruppo Renault e CEA creano un nuovo caricatore di bordo V2G

Renault: il nuovo caricatore V2G è stato sviluppato assieme a CEA

Frutto di circa di tre anni di ricerche e oggetto di 11 brevetti depositati in comune, questo convertitore di potenza è stato sviluppato con materiali innovativi e presenta un design più compatto.

Permetterà di ridurre le perdite di energia del 30%, migliorare il tempo di ricarica dei veicoli e garantire la sostenibilità della batteria. In aggiunta, sarà soprattutto V2G, immagazzinando l’energia proveniente dalla rete elettrica.

I team di R&S del CEA e del Gruppo Renault hanno unito le loro competenze nel campo dell’elettronica di potenza di bordo, soprattutto dei materiali semiconduttori (Wide Band Gap), come il nitruro di gallio (GaN) e il carburo di silicio (SiC).

È il risultato è una nuova architettura a base di componenti Wide Band Gap che permette di ridurre le perdite di energia del 30% in fase di conversione e altrettanto per il riscaldamento, facilitando il raffreddamento del sistema di conversione.

Inoltre, il lavoro degli ingegneri per ottimizzare i componenti attivi (semiconduttori) e passivi (condensatori e bobine di componenti induttivi) ha permesso di ridurre il volume e il costo del caricatore.

Grazie all’uso di materiali in ferrite dedicati all’alta frequenza e a un processo di stampaggio a iniezione di potenza, noto come Power Injection Molding, il convertitore ci ha guadagnato in compattezza.

La nuova architettura del convertitore offre una capacità di ricarica che va fino a 22 kW in modalità trifase, permettendo di ricaricare più velocemente il veicolo pur garantendo la durata della batteria.

Consente anche al caricatore di essere V2G dato che l’energia accumulata nella batteria può, ad esempio, essere reimmessa nella rete e servire per coprire il fabbisogno energetico di una casa indipendente, a condizione che quest’ultima sia dotata di contatore bidirezionale. La soluzione è in linea con le norme di compatibilità elettromagnetica (CEM) delle reti e del veicolo.

Le dichiarazioni dei dirigenti delle due due parti

Jean-François Salessy, direttore Ingegneria Avanzata del Gruppo Renault, ha detto che questo progetto con il CEA è andato oltre le sue aspettative, confermando la sua capacità di raggiungere le prestazioni desiderate in termini di rendimento e compattezza.

Apre grandi prospettive all’elettronica di potenza, che costituisce una vera e propria sfida per i veicoli elettrici, per sfruttare al meglio le capacità delle batterie. Con la ricarica V2G, il veicolo si pone al servizio della rete elettrica e consente al consumatore finale di ridurre la spesa energetica.

Sébastien Dauvé, direttore dell’Istituto Leti del CEA, ha dichiarato che sono orgogliosi di affiancare il Gruppo Renault in questo sviluppo. Hanno saputo mettere insieme la visione sistemica del gruppo automobilistico francese sull’elettrificazione del veicolo e del gruppo motore con le competenze dei suoi team sulle architetture del convertitore e i componenti. Alla fine, hanno creato un’architettura adatta a rispondere alle esigenze con un forte valore aggiunto.

François Legalland, direttore dell’Istituto Liten del CEA, ha invece affermato che l’utilizzo di materiali innovativi con brevetti condivisi dal Gruppo Renault e dal CEA sul caricabatterie ha reso possibile la produzione del trasformatore dedicato, che è un componente chiave in questo tipo di sviluppo, in quanto consente di ridurre i volumi con prestazioni che vanno oltre lo stato dell’arte.

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