Baterías sobre ruedas

Una nueva tecnología de recarga permitirá el uso masivo de los coches eléctricos como unidades móviles de almacenamiento de energía.

08.08.2023 - Alemania
Fraunhofer IA

El 17 de julio de 2023, los socios del proyecto (Fraunhofer IAF, Universidad de Stuttgart, Robert Bosch y Ambibox) se reunieron para el arranque oficial del proyecto GaN4EmoBiL en Friburgo.

La carga bidireccional permite a los vehículos eléctricos cargarse y descargarse según las necesidades. Los coches eléctricos pueden servir así como unidades móviles de almacenamiento de electricidad y contribuir a aumentar la flexibilidad del sistema energético. Para garantizar que la carga bidireccional pueda utilizarse a gran escala, un consorcio dirigido por Fraunhofer IAF está investigando tecnologías de carga innovadoras: En el proyecto GaN4EmoBiL, puesto en marcha recientemente, los socios están desarrollando nuevas tecnologías de semiconductores, dispositivos y sistemas para la clase de 800 V.

La carga bidireccional permite cargar los coches eléctricos con electricidad procedente de fuentes renovables y descargarla según sea necesario durante los periodos en que no se produzca energía eólica o solar. Los consumidores podrían utilizar esta electricidad para otros aparatos eléctricos o suministrarla a la red eléctrica, contribuyendo así a la seguridad energética. Sin embargo, los planteamientos tecnológicos anteriores no satisfacen las exigencias de coste y eficiencia. Faltan sistemas de carga bidireccionales inteligentes y rentables que conecten las baterías, la red, los generadores locales y los consumidores con gran eficiencia y alta densidad de potencia.

Lanzamiento del proyecto de investigación GaN4EmoBiL

El Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido IAF, la Universidad de Stuttgart, Robert Bosch GmbH y Ambibox GmbH han aceptado este reto en el proyecto de investigación "GaN4EmoBiL - semiconductores de potencia GaN para la electromovilidad y la integración de sistemas mediante carga bidireccional", lanzado recientemente. El objetivo del consorcio es demostrar un sistema de carga bidireccional inteligente y rentable utilizando nuevos dispositivos semiconductores, conceptos de dispositivos y componentes de sistemas. El proyecto, de tres años de duración, está financiado por el Ministerio Federal de Economía y Acción por el Clima (BMWK) dentro del programa "Elektro-Mobil".

"Nuestro proyecto pretende conectar baterías, energías renovables y consumidores eléctricos de forma económica y flexible. A través de soluciones de carga bidireccionales, las baterías de los vehículos eléctricos aparcados, que hasta ahora no se utilizaban, contribuirán en mayor medida a aumentar la flexibilidad del sistema energético y a evitar las emisiones de CO2 en el futuro", afirma el Dr. Stefan Mönch, investigador en el campo de la electrónica de potencia del Fraunhofer IAF y coordinador del proyecto GaN4EmoBiL.

"En el futuro, las infraestructuras de recarga eficientes, a pequeña escala e inteligentes en electromovilidad contribuirán a superar los retos sociales", afirma el Dr. Etienne Tchonla, Director de I+D de Ambibox.

Las soluciones anteriores son caras, ineficaces o demasiado complejas

Hasta la fecha, las primeras wallboxes bidireccionales de CC de media potencia para baterías de hasta 800 V utilizan dispositivos semiconductores de potencia, que aún no son óptimos para esta aplicación: Son eficientes pero caros (carburo de silicio) o baratos pero menos eficientes (silicio). Los transistores de 650 V de nitruro de galio sobre silicio (GaN-on-Si) disponibles hoy en día son baratos y eficientes, pero requieren un circuito complejo debido a su insuficiente tensión nominal.

Para integrar el mayor número posible de baterías de forma bidireccional, es preciso mejorar notablemente el coste, la eficiencia y la compacidad de las soluciones de carga. Para ello, los socios del proyecto GaN4EmoBiL están investigando nuevas soluciones semiconductoras como primer paso. Quieren hacer realidad una nueva tecnología de GaN rentable sobre sustratos alternativos (por ejemplo, zafiro), que permita obtener transistores de 1200 V eficientes y de bajo coste. Sobre esta base, están desarrollando nuevos componentes del sistema (cable de carga bidireccional y cargador) e investigando su fiabilidad para aumentar significativamente las horas de funcionamiento.

Al final del proyecto, los demostradores deberán colmar la brecha de investigación y desarrollo existente actualmente entre coste, eficiencia, compacidad, funcionalidad, clase de potencia y clase de tensión (baterías de 800 V). Además, el consorcio pretende fomentar la transferencia de conocimientos entre universidades, instituciones de investigación e industria, formar a jóvenes científicos y asegurar el know-how nacional en el campo de la electromovilidad.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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