Batteries sur roues
Grâce à une nouvelle technologie de recharge, les voitures électriques pourront être utilisées à grande échelle comme unités mobiles de stockage d'énergie.
La recharge bidirectionnelle permet aux véhicules électriques d'être à la fois chargés et déchargés selon les besoins. Les voitures électriques peuvent ainsi servir d'unités mobiles de stockage de l'électricité et contribuer à accroître la flexibilité du système énergétique. Pour que la recharge bidirectionnelle puisse être utilisée à grande échelle, un consortium dirigé par le Fraunhofer IAF étudie des technologies de recharge innovantes : Dans le cadre du projet GaN4EmoBiL récemment lancé, les partenaires développent de nouvelles technologies de semi-conducteurs, de dispositifs et de systèmes pour la classe 800 V.
La recharge bidirectionnelle permet de charger les voitures électriques avec de l'électricité provenant de sources renouvelables et de les décharger selon les besoins pendant les périodes où il n'y a pas de production d'énergie éolienne ou solaire. Les consommateurs peuvent utiliser cette électricité pour d'autres appareils électriques ou la fournir au réseau électrique, contribuant ainsi à la sécurité énergétique. Cependant, les approches technologiques précédentes ne répondent pas aux exigences de coût et d'efficacité. Il manque des systèmes de charge bidirectionnels intelligents et rentables pour connecter les batteries, le réseau, les générateurs locaux et les consommateurs avec une efficacité et une densité de puissance élevées.
Lancement du projet de recherche GaN4EmoBiL
L'Institut Fraunhofer de physique appliquée à l'état solide IAF, l'université de Stuttgart, Robert Bosch GmbH et Ambibox GmbH ont relevé ce défi dans le cadre du projet de recherche récemment lancé "GaN4EmoBiL - semi-conducteurs de puissance GaN pour l'électromobilité et l'intégration des systèmes par le biais de la charge bidirectionnelle". L'objectif du consortium est de faire la démonstration d'un système de charge bidirectionnel intelligent et rentable utilisant de nouveaux dispositifs semi-conducteurs, concepts de dispositifs et composants de systèmes. Ce projet de trois ans est financé par le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'action climatique (BMWK) dans le cadre du programme "Elektro-Mobil".
"Notre projet vise à relier les batteries, les énergies renouvelables et les consommateurs d'électricité de manière économique et flexible. Grâce à des solutions de charge bidirectionnelles, les batteries précédemment inutilisées des véhicules électriques en stationnement contribueront davantage à accroître la flexibilité du système énergétique et à éviter les émissions de CO2 à l'avenir", explique Stefan Mönch, chercheur dans le domaine de l'électronique de puissance au Fraunhofer IAF et coordinateur du projet GaN4EmoBiL.
"À l'avenir, des infrastructures de recharge efficaces, à petite échelle et intelligentes dans le domaine de l'électromobilité contribueront à relever les défis sociaux", déclare Etienne Tchonla, directeur R&D d'Ambibox.
Les solutions précédentes sont coûteuses, inefficaces ou trop complexes
À ce jour, les premières wallboxes DC bidirectionnelles de moyenne puissance pour des batteries jusqu'à 800 V utilisent des dispositifs à semi-conducteurs de puissance, qui ne sont pas encore optimaux pour cette application : Ils sont soit efficaces mais coûteux (carbure de silicium), soit peu coûteux mais moins efficaces (silicium). Les transistors 650 V en nitrure de gallium sur silicium (GaN-sur-Si) disponibles aujourd'hui sont peu coûteux et efficaces, mais nécessitent un circuit complexe en raison d'une tension nominale insuffisante.
Pour intégrer autant de batteries que possible de manière bidirectionnelle, le coût, l'efficacité et la compacité des solutions de charge doivent être considérablement améliorés. À cette fin, les partenaires du projet GaN4EmoBiL recherchent dans un premier temps de nouvelles solutions semi-conductrices. Ils souhaitent mettre au point une nouvelle technologie GaN rentable sur d'autres substrats (par exemple le saphir), qui permette d'obtenir des transistors 1200 V peu coûteux et efficaces. Sur cette base, ils développent de nouveaux composants de système (câble de charge bidirectionnel et chargeur) et étudient leur fiabilité pour des heures de fonctionnement considérablement accrues.
À la fin du projet, les démonstrateurs devraient combler les lacunes en matière de recherche et de développement qui existent actuellement entre le coût, l'efficacité, la compacité, la fonctionnalité, la classe de puissance et la classe de tension (batteries de 800 V). En outre, le consortium vise à promouvoir le transfert de connaissances entre les universités, les instituts de recherche et l'industrie, à former de jeunes scientifiques et à garantir le savoir-faire national dans le domaine de l'électromobilité.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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