Kaj če bi vozilo postalo eden od stebrov električnega omrežja? To je načelo sistema V2G (vehicle-to-grid) oziroma tehnologije dvosmernega pretoka električne energije, ki bo kmalu omogočila, da bodo Renaultova električna vozila lahko del v akumulatorju shranjene energije vračala v omrežje ter s tem optimizirala njegovo delovanje in izravnavala neenakomerno oskrbo z energijo iz obnovljivih virov.

V zvezi s tem CEA, pomemben akter na področju raziskav, in Skupina Renault, pionir in specialist na področju električnih vozil, že sodelujeta pri razvoju prihodnjih generacij teh tehnologij V2G, ki bodo uvedene do konca desetletja. Za to sta CEA in Skupina Renault skupaj razvila novo elektronsko arhitekturo pretvornika moči, ki je vgrajena neposredno v polnilnik vozila. Ta pretvornik moči je plod skoraj treh let raziskav in predmet 11 skupnih patentnih prijav. Je bolj kompakten, ob razvoju so izbrali inovativne materiale, njegove prednosti pa so, da bo energijske izgube zmanjšal za 30 odstotkov, izboljšal bo čas polnjenja in zagotovil trajnost akumulatorja. Še bolje, ob shranjevanju električne energije iz omrežja bo deloval dvosmerno.

Inovativni materiali
Ekipe za raziskave in razvoj CEA in Skupine Renault so združili svoje strokovno znanje na področju vgradne močnostne elektronike, še posebno o polprevodniških materialih s širokim prepovedanim pasom (»Wide Gap«), galijevim nitridom (GaN) ali silicijevim karbidom (SiC). Rezultat tega je, da na polprevodniških snoveh s širokim prepovedanim pasom temelječa nova zasnova omogoča zmanjšanje energijskih izgub med pretvarjanjem za 30 odstotkov, s tem zmanjša segrevanje in olajša hlajenje pretvornika.

Zmanjšanje velikosti polnilnika
Poleg tega je delo inženirjev za optimizacijo aktivnih sestavnih delov (polprevodnikov) in pasivnih (kondenzatorjev in induktivnih sklopov z navitjem) omogočilo zmanjšanje velikosti in stroška polnilnika. Zahvaljujoč uporabi visoki frekvenci namenjenih feritnih materialov in postopku vbrizgavanja v model »Power Injection Molding« je pretvornik lahko bolj kompakten.

K boljšim zmogljivostim
Ta nova arhitektura pretvornika ponuja zmožnost polnjenja s trifaznim tokom do 22 kW moči, kar omogoča hitrejše polnjenje akumulatorja vozila, hkrati pa zagotavlja njegovo trajnost. Omogoča tudi dvosmerno delovanje polnilnika, da lahko v akumulatorju shranjeno energijo oddaja v električno omrežje ali z njo zadovoljuje potrebe energetsko samostojne hiše, če je le-ta opremljena z dvosmernim merilnikom električne energije. Ta rešitev je združljiva s standardi za elektromagnetno združljivost (EMC) električnih omrežij in vozil.

Jean-François Salessy, direktor naprednega inženiringa Skupine Renault pojasni: »Ta projekt s CEA je presegel naša pričakovanja s potrditvijo zmožnosti, da dosežemo pričakovane rezultate pri učinkovitosti in kompaktnih merah. Odpira znatne perspektive za močnostno elektroniko, ki predstavlja resen izziv pri električnih vozilih, ko želimo kar najbolj izkoristiti zmogljivosti akumulatorjev. Z dvosmernim polnjenjem vozilo služi tudi električnemu omrežju in končnemu uporabniku omogoča zmanjšanje stroškov energije.«

»Ponosni smo, da lahko Skupino Renault podpremo pri tem razvoju,« je dejal Sébastien Dauvé, direktor inštituta Leti v okviru CEA. »Uspelo nam je združiti sistemsko videnje elektrifikacije vozil in pogonskih sklopov Skupine Renault z veščinami naših ekip na področju zasnove pretvornikov in sklopov. Na koncu smo izvršili arhitekturo, ki je prilagojena potrebam in z veliko dodano vrednostjo.«

»Uporaba inovativnih materialov in skupni patenti Skupine Renault in CEA za polnilnik so omogočili proizvodnjo namenskega transformatorja, ki je ključen sestavni del tovrstnega razvoja, saj dopušča zmanjšanje velikosti z zmogljivostmi, ki presegajo najsodobnejše rešitve,« je opisal François Legalland, direktor inštituta Liten v okviru CEA.