Bidirektionales Laden: Renault und CEA entwickeln hocheffizientes Bordladesystem für Elektroautos

Elektroautos
(Foto: Kindel Media/Pexels)

Urdorf – 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 kompakt und hocheffiziente System soll 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 werde bis zum Ende des Jahrzehnts in den Serienmodellen von Renault zum Einsatz kommen, schreibt Renault in einer Mitteilung.

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. (mc/pg)

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