CEA и Renault разрабатывают широкополосное двунаправленное бортовое зарядное устройство для электромобилей

19 января 2023 г.

CEA (Французская комиссия по атомной и возобновляемой энергии) и Renault Group работают над будущими поколениями технологии «автомобиль-сеть» (V2G), технологии двунаправленного обмена, которая позволяет электромобилям восстанавливать часть электроэнергии, хранящейся в их батареях, для оптимизации работы. сети и компенсировать прерывистый характер возобновляемых источников энергии.

С этой целью CEA и Renault Group совместно разработали новую архитектуру электронного преобразователя мощности, непосредственно интегрированную в зарядное устройство электромобилей. Результат почти трехлетних исследований и 11 совместных патентов, этот силовой преобразователь, разработанный из инновационных материалов и более компактный, должен снизить потери энергии на 30%, улучшить время зарядки автомобиля и гарантировать долговечность аккумулятора. Кроме того, он будет двунаправленным за счет накопления энергии из электрической сети.

Инновационные материалы

Группы исследований и разработок CEA и Renault Group объединили свой опыт в бортовой силовой электронике, в частности, в широкозонных полупроводниковых материалах, будь то нитрид галлия (GaN) или карбид кремния (SiC).

В результате новая архитектура на основе широкозонных полупроводниковых материалов позволяет на 30% снизить потери энергии при преобразовании и на столько же уменьшить нагрев, облегчая охлаждение системы преобразования.

Уменьшение объема загрузчика

Кроме того, работа инженеров по оптимизации активных (полупроводники) и пассивных (конденсаторы и индуктивные компоненты обмотки) компонентов позволила уменьшить объем и стоимость зарядного устройства. Благодаря использованию ферритовых материалов, предназначенных для высоких частот, и формовочному литью (мощное литье под давлением) преобразователь стал более компактным.

На пути к большей производительности

Эта новая архитектура преобразователя обеспечивает зарядную мощность до 22 кВт в трехфазном режиме, что позволяет ускорить зарядку автомобиля и обеспечить долговечность аккумулятора. Это также позволяет зарядному устройству быть двунаправленным, так что энергия, хранящаяся в батарее, может быть возвращена в сеть или использована для обеспечения энергетических потребностей автономного дома, при условии, что дом оснащен двунаправленным счетчиком. Решение совместимо со стандартами электромагнитной совместимости (ЭМС) сетей и автомобиля.

«Этот проект с CEA превзошел наши ожидания, подтвердив возможность достижения ожидаемых характеристик с точки зрения эффективности и компактности», — говорит Жан-Франсуа Салесси, вице-президент по передовым разработкам Renault Group. «Это открывает большие перспективы для силовой электроники, которая представляет собой настоящую проблему в электромобиле, чтобы наилучшим образом использовать возможности аккумуляторов. Благодаря двунаправленной зарядке автомобиль обслуживает электрическую сеть и позволяет конечному потребителю снизить затраты на электроэнергию», — добавляет он.

«Мы смогли объединить системное видение Renault Group в отношении электрификации автомобиля и трансмиссии, а также навыки наших команд в области архитектуры и компонентов преобразователя; в итоге мы внедрили архитектуру, адаптированную к потребностям и обладающую высокой добавленной стоимостью», — говорит генеральный директор CEA-Leti Себастьен Дове.

«Использование инновационных материалов с совместными патентами Renault Group и CEA на зарядное устройство позволило изготовить специальный трансформатор, который является ключевым компонентом в этом типе разработки, поскольку он позволяет уменьшить объем с производительностью, которая выходит за рамки самое современное», — говорит генеральный директор CEA-Liten Франсуа Легалланд.

Лети рассказывает о прогрессе в области силовой электроники на основе GaN

Дайте я

www.leti.fr