Die Renault Group und
das französische Kommissariat für
Atomenergie und alternative Energien
CEA entwickeln gemeinsam ein
bidirektionales Ladegerät mit sehr
hohem Wirkungsgrad für
Elektrofahrzeuge. Das kompakte und
hocheffiziente System wird die
Energieverluste beim Laden um 30
Prozent reduzieren und damit die
Fahrzeugbatterie deutlich schneller
mit Strom versorgen. Außerdem wird
es Vehicle-to-Grid-tauglich sein
(V2G) und Energie aus dem Akku in
das Stromnetz zurückspeisen können,
um den Netzbetrieb zu optimieren und
die Schwankungen der erneuerbaren
Energien auszugleichen. Das
innovative Ladegerät wird bis zum
Ende des Jahrzehnts in den
Serienmodellen von Renault zum
Einsatz kommen.
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ZOE E-Tech
Electric, Elektroauto, Zero
Emission, Elektroantrieb
Ladesäule, Renault, 2019,
Bildnummer: r191263 |
Im Mittelpunkt des bidirektionalen
Ladegeräts steht eine neue
Architektur für elektronische
Stromrichter, die direkt in das
Ladegerät des Fahrzeugs integriert
ist. Der Stromrichter ist das
Ergebnis von fast drei Jahren
Forschung und vereinigt elf
gemeinsame Patente. Er besteht aus
innovativen Materialien und ist
kompakter als bisherige Systeme. Die
neue Architektur, die auf
Halbleitermaterialien mit breitem
Bandabstand wie Galliumnitrid (GaN)
oder Siliziumkarbid (SiC) basiert,
ermöglicht es, die Energieverluste
bei der Spannungsumwandlung um 30
Prozent zu verringern und die
Wärmeentwicklung um den gleichen
Betrag zu reduzieren, was wiederum
die Kühlung des Systems erleichtert.
Weniger Volumen, mehr Leistung
Darüber hinaus konnten die
Entwicklungsteams der Renault Group
und des CEA durch die Optimierung
der aktiven Komponenten (Halbleiter)
und passiven Komponenten
(Kondensatoren und gewickelte
induktive Bauteile) das Volumen und
die Kosten des Ladegeräts
reduzieren. Unter anderem konnten
sie den Spannungswandler kompakter
gestalten, indem sie
Ferritmaterialien verwenden, die für
hohe Frequenzen geeignet sind. Auch
das innovative Herstellungsverfahren
des Pulverspritzgießens trägt zur
Miniaturisierung des Systems bei.
Diese neue Wandlerarchitektur
ermöglicht eine Ladeleistung von bis
zu 22 kW im dreiphasigen Betrieb,
was ein schnelleres Aufladen des
Fahrzeugs ermöglicht und
gleichzeitig die Haltbarkeit der
Batterie gewährleistet. Außerdem
kann das Ladegerät bidirektional
betrieben werden, so dass sich die
in der Batterie gespeicherte Energie
in das Netz zurückspeisen oder zur
Deckung des Energiebedarfs eines
autonomen Hauses verwenden lässt.
Voraussetzung: Das Haus ist mit
einem bidirektionalen Zähler
ausgestattet. Die Lösung ist mit den
Normen für elektromagnetische
Verträglichkeit (EMV) der Netze und
des Fahrzeugs kompatibel.
Jean-François Salessy,
Vice-President Advanced Engineering
der Renault Group, sagt: „Das
Gemeinschaftsprojekt mit dem CEA hat
unsere Erwartungen übertroffen, denn
es hat bestätigt, dass wir die
erwarteten Leistungen in Bezug auf
Effizienz und Kompaktheit erreichen
können. Es eröffnet gute
Perspektiven für die
Leistungselektronik, die im
Elektrofahrzeug eine echte
Herausforderung darstellt, um die
Kapazitäten der Batterien optimal zu
nutzen. Mit der bidirektionalen
Aufladung unterstützt das Fahrzeug
das Stromnetz und ermöglicht dem
Endverbraucher, die Energiekosten zu
senken.“
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„Wir sind stolz darauf, die
Renault Group bei dieser Entwicklung
zu unterstützen", sagt Sébastien
Dauvé, CEO des
Forschungsinstituts CEA-Leti (Laboratoire
d’électronique et de technologie de
l’information). „Wir konnten die
Systemvision der Renault Group für
die Elektrifizierung des Fahrzeugs
und des Antriebsstrangs mit den
Kompetenzen unserer Teams für
Umrichterarchitekturen und
Komponenten zusammenbringen. Am Ende
haben wir eine Architektur
realisiert, die an die Bedürfnisse
angepasst ist und einen hohen
Mehrwert bietet.“
François Legalland, CEO von
CEA-Liten (Laboratoire d´innovation
pour les technologies des énergies
nouvelles et les nanomatériaux),
ergänzt: „Die Verwendung innovativer
Materialien mit gemeinsamen Patenten
der Renault Group und des CEA für
das Ladegerät ermöglichte die
Herstellung eines speziellen
Transformators. Dieser stellt
insofern eine Schlüsselkomponente
dar, als er bei kleinerem Volumen
Leistungen ermöglicht, die über den
aktuellen Stand der Technik
hinausgehen.“
Meldung: Renault
Deutschland AG, Brühl