¿Y si el vehículo se convirtiera en un pilar de la red eléctrica? Este es el principio de V2G, o Vehicle-to-grid, una tecnología de intercambio bidireccional que permitirá a los vehículos Renault restablecer en breve parte de la electricidad almacenada en las baterías para optimizar el funcionamiento de la red y compensar la intermitencia de las energías renovables. .

En este tema, y ​​para ir más allá, CEA, el Comisariado francés de la Energía Atómica y Energías Alternativas, actor principal en investigación, y el Grupo Renault, pionero y experto en vehículos eléctricos, ya están trabajando en las futuras generaciones de estas tecnologías V2G que se desplegarán a finales del presente década.

Para ello, la CEA y el Grupo Renault han desarrollado conjuntamente  una nueva arquitectura de convertidor de potencia electrónico  integrado directamente en el cargador del vehículo.

Fruto de casi tres años de investigación y objeto de 11 patentes conjuntas, este convertidor de potencia, desarrollado a partir de materiales innovadores y más compacto, reducirá las pérdidas de energía en un 30%, mejorará el tiempo de recarga del vehículo y garantizará la durabilidad de la batería. Mejor aún, será  bidireccional mediante el almacenamiento de energía de la red eléctrica.

Materiales innovadores

Los equipos de I+D de CEA y del Grupo Renault han combinado su experiencia en el campo de la electrónica de potencia embarcada, en particular en el campo  de los materiales semiconductores de banda prohibida ancha , ya sea en nitruro de galio (GaN) o en carburo de silicio (SiC).

Como resultado, la nueva arquitectura basada en materiales semiconductores de banda ancha ancha permite reducir las pérdidas de energía en un 30% durante la conversión y reducir el calentamiento en la misma cantidad, lo que facilita el enfriamiento del sistema de conversión.

Reducir el volumen del cargador.

Además, el trabajo de los ingenieros para optimizar los componentes activos (semiconductores) y pasivos (condensadores y componentes inductivos bobinados) ha permitido  reducir el volumen y el coste del cargador . Gracias al uso de materiales de ferrita, dedicados a la alta frecuencia, y un proceso de inyección de conformación denominado “Power Injection Molding”, el convertidor se ha vuelto más compacto.

Hacia un mayor rendimiento

Esta nueva arquitectura de convertidor ofrece una  capacidad de carga de hasta 22kW en modo trifásico , lo que permite una carga más rápida del vehículo y garantiza la durabilidad de la batería.

También permite que  el cargador sea bidireccional , de forma que la energía almacenada en la batería pueda ser retroalimentada a la red o utilizada para suplir las necesidades energéticas de una vivienda autónoma, siempre que la vivienda esté equipada con un contador bidireccional. La solución es compatible con los estándares de compatibilidad electromagnética (EMC) de las redes y del automóvil.

Jean-François Salessy, Vicepresidente de Ingeniería Avanzada del Grupo Renault explica : “Este proyecto con el CEA ha superado nuestras expectativas al confirmar la capacidad de lograr el rendimiento esperado en términos de eficiencia y compacidad. Abre grandes perspectivas a la electrónica de potencia, que es un auténtico reto en el vehículo eléctrico, para aprovechar al máximo las capacidades de las baterías. Con la carga bidireccional, el vehículo sirve a la red eléctrica y permite al consumidor final reducir los costos de energía”.

“Estamos orgullosos de apoyar al Grupo Renault en este desarrollo” , dice Sébastien Dauvé, CEO de CEA-Leti . “Pudimos unir la visión del sistema del Grupo Renault para la electrificación del vehículo y el tren motriz, y las habilidades de nuestros equipos en arquitecturas de convertidores y componentes; al final implementamos una arquitectura adaptada a las necesidades y con alto valor agregado.”

“El uso de materiales innovadores con patentes conjuntas Grupo Renault – CEA en el cargador hizo posible la fabricación del transformador dedicado, que es un componente clave en este tipo de desarrollo, ya que permite una reducción de volumen con un rendimiento que va más allá del vanguardista” , describe François Legalland, CEO de CEA-Liten.