Le CEA, acteur majeur de la recherche, et Renault Group travaillent à la mise au point d’un nouveau chargeur embarqué. Un chargeur que Renault envisage de déployer sur ses véhicules électriques d’ici la fin de la décennie. Plus compact et plus performant, il permettra de recharger les véhicules plus rapidement en garantissant la durabilité de la batterie. Un résultat obtenu notamment grâce à l’utilisation de matériaux innovants. Bidirectionnel, ce chargeur permettra également d’injecter l’énergie stockée dans la batterie vers le réseau électrique. De quoi optimiser le fonctionnement de ce réseau et de favoriser l’utilisation des énergies renouvelables. Fruit de trois ans de recherche, ce chargeur embarqué de nouvelle génération dépasse les attentes de Renault Group. Il lui ouvre de nouvelles perspectives dans l’exploitation des capacités des batteries.
Renault Group et le CEA ont développé une nouvelle architecture électronique de de convertisseur de puissance. Directement intégrée au chargeur du véhicule, elle lui offre de meilleures performances. Renault annonce que ce convertisseur permettra de réduire les pertes d’énergie de 30%. Il réduira aussi de 30% l’échauffement, facilitant ainsi le refroidissement du système de conversion. Le travail des ingénieurs pour optimiser les composants a également permis une réduction du volume et du coût du chargeur. Par ailleurs, ce chargeur a une capacité de charge allant jusqu’à 22 kW. Une puissance que l’on trouve déjà sur la Zoé et sur certaines versions de la Mégane. Cependant, Renault promet des temps de charge plus rapides avec ce nouveau chargeur embarqué.
L’utilisation de matériaux innovants
Outre de la nouvelle architecture, l’amélioration des performances découle de l’utilisation de matériaux innovants. Les équipes R&D des deux partenaires ont conjugué leurs expertises sur les matériaux semi-conducteurs dits à « Grand Gap ». Des matériaux comme le Carbure de Silicium et le Nitrure de Galium se retrouvent au cœur de ce chargeur. Ces matériaux semi-conducteurs large bande ont permis de mettre au point une nouvelle typologie de convertisseur. Une typologie complètement symétrique à la charge ou à la décharge. Pour François Legalland (Directeur de l’institut Liten du CEA), ce convertisseur constitue une brique clef dans ce type de développement. Il permet en effet une réduction des volumes avec des performances qui vont au-delà de l’état de l’art.
L’autre gros avantage de ce nouveau chargeur provient du fait qu’il intègre la technologie V2G (Vehicle-to-grid). Une technologie qui permet aux véhicules de restituer au réseau une partie de l’énergie stockée dans les batteries. Un moyen d’optimiser le fonctionnement du réseau d’électricité en palliant notamment au caractère intermittent des énergies renouvelables. RTE a d’ailleurs certifié l’an dernier une solution permettant aux flottes de véhicules électriques de mettre leurs batteries à disposition de l’équilibrage du réseau français. Le chargeur bidirectionnel pourra aussi servir à couvrir les besoins en énergie d’une maison autonome. Ceci à condition que cette maison dispose d’un compteur bidirectionnel. Le concept vehicle-to-grid doit également permettre aux propriétaires de revendre l’énergie. Renault évalue que ce gain réalisant du trading d’énergie pourra aller jusqu’à 300 euros/an.
Une collaboration très fructueuse
La collaboration entre Renault Group et le CEA a débuté il y a près de trois ans. Elle a déjà donné lieu au dépôt de 11 brevets communs. Pour Jean-François Salessy (Directeur de l’Ingénierie Avancée), ce projet avec le CEA a dépassé les attentes de Renault Group. Il a confirmé la capacité à atteindre les performances attendues en termes de rendement et de compacité. Cette collaboration ouvre des perspectives fortes sur l’électronique de puissance qui constitue un vrai challenge dans le véhicule électrique pour exploiter au mieux les capacités des batteries. De son côté, Sébastien Dauvé (Directeur de l’institut Leti du CEA) s’est dit fier d’avoir accompagné Renault sur ce développement. Ses équipes ont pu apporter au constructeur leurs compétences sur les architectures de convertisseur et les composants. De quoi aboutir à la mise en œuvre d’une architecture adaptée aux besoins et à forte valeur ajoutée.
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