Infrastruttura digitale per una mobilità a prova di futuro

Il progetto HiEFFICIENT contribuisce in modo sostanziale all'iniziativa della Commissione europea "The European Green Deal", garantendo una mobilità sostenibile e un'efficienza delle risorse per i trasporti del futuro. Per questo motivo, nel corso del progetto saranno sviluppate tecnologie ad alta affidabilità e integrazione wide-bandgap (WBG) nei circuiti e nei sistemi elettronici di alimentazione dei veicoli elettrificati e delle infrastrutture di ricarica.

Sulla base degli obiettivi generali di HiEFFICIENT, in questo caso d'uso verrà realizzato e dimostrato un sistema di convertitori elettronici di potenza efficiente, affidabile, riconfigurabile e altamente integrato, basato sull'applicazione di dispositivi di potenza SiC. Grazie alla riconfigurazione dinamica di più unità isolate dalla rete, il sistema di ricarica complessivo può produrre più tensioni di uscita e più potenze di uscita per soddisfare la crescente domanda di apparecchiature per la mobilità elettrica, in particolare la ricarica rapida in corrente continua.

Il sistema di convertitori proposto mira a soddisfare le diverse esigenze di ricarica per i diversi dispositivi di mobilità elettrica, a differenza dell'infrastruttura di ricarica esistente che è stata progettata per un tipo specifico e può caricare solo un dispositivo. Inoltre, la flessibilità dell'infrastruttura di ricarica sarà ampliata sviluppando e testando nuove funzionalità di ricarica, rese possibili dalla maggiore frequenza di commutazione dei dispositivi WGB. Dove possibile, in base ai livelli di potenza e tensione, verrà applicata e integrata una soluzione ibrida di tecnologie SiC e GaN. L'integrazione a livello di sistema di moduli convertitori isolati dalla rete basati sulla tecnologia WBG sarà la base per dimostrare una stazione di ricarica affidabile e flessibile. Le unità di uscita DC isolate possono essere disposte in serie o in parallelo da un circuito router di ricarica, fornendo in questo modo il fabbisogno energetico richiesto da diversi veicoli elettrici collegati contemporaneamente.

I dispositivi di potenza WBG, SiC MOSFET, adatti a frequenze di commutazione più elevate, saranno utilizzati nei convertitori di elaborazione dell'energia per generare segnali di tensione ad alta frequenza che consentono di ridurre il volume del trasformatore di isolamento. Inoltre, i nodi di commutazione negli stack di semiconduttori avranno un controllo attivo della dv/dt attraverso circuiti ausiliari, con l'obiettivo di ridurre la perdita di potenza complessiva, il volume degli induttori (in particolare i filtri EMI necessari) e il peso. Per il dimostratore UC4, verrà utilizzata una flotta limitata di veicoli elettrici per il trasporto professionale, come E-bus o E-truck. La flessibilità delle apparecchiature di ricarica dei veicoli sarà esplorata studiando nuove funzionalità dei caricabatterie abilitate dai dispositivi di potenza WBG.

A tal fine, verrà condotta una ricerca che descriverà le possibili strategie abilitate dalla frequenza di commutazione scelta dei moduli di potenza WBG. La ricerca descriverà, tra l'altro, i requisiti dei caricabatterie, come frequenze, livelli di potenza, armoniche, requisiti di comunicazione, requisiti dei veicoli e impatti previsti. Successivamente, verranno implementati algoritmi sul lato del caricabatterie per il controllo dei moduli di potenza WBG e sul lato del veicolo per valutare i benefici della funzionalità aggiunta. L'implementazione degli algoritmi sarà incentrata sulla compatibilità con gli strumenti di prototipazione rapida, sull'esecuzione in tempo reale e sulla compatibilità con i moduli di potenza WBG sviluppati dai partner. La funzionalità degli algoritmi sarà dimostrata con un convertitore di moduli di potenza WBG, in un laboratorio proof-of-concept.

Questo progetto è stato finanziato dall'impresa comune ECSEL (JU) con l'accordo di sovvenzione n. 101007281. L'impresa comune riceve il sostegno del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea e di Austria, Germania, Slovenia, Paesi Bassi, Belgio, Slovacchia, Francia, Italia e Turchia.

Il progetto HYPOBATT si concentrerà sullo sviluppo di due sistemi di ricarica multi-MW completi e modulari in due porti europei con tempi rapidi per le navi elettriche a batteria e una facile ricarica delle batterie di bordo più grandi.

Partner: 18 partner da 10 Paesi europei.
Data di inizio: 1 giugno 2022
Durata: 42 mesi

Heliox è una delle aziende europee che supporta attivamente HYPOBATT con le proprie soluzioni ottimali di ricarica veloce. I compiti specifici di Heliox sono principalmente lo sviluppo del sistema modulare di ricarica navale multi-MW e la standardizzazione delle infrastrutture di ricarica tra nave e terraferma e la ricarica in corrente continua per le navi. L'installazione è prevista per il 2025.

Inoltre, uno dei compiti principali di Heliox è l'implementazione di una strategia di gestione energetica adattiva per ridurre al minimo sia l'impatto sulle prestazioni delle batterie sia i carichi potenziali sull'infrastruttura della rete elettrica. Infine, Heliox dovrebbe anche sviluppare un sistema di gestione termica ottimale per il container modulare di ricarica marina multi-MW.

Heliox partecipa da molti anni a diversi progetti europei di innovazione e ricerca, come ASSURED, HiEfficient, Hiperform, Navais e molti altri, per far progredire la transizione energetica e dei trasporti attraverso l'innovazione insieme ai partner dell'innovazione.

HYPOBATT ha ricevuto un finanziamento dal programma di ricerca e innovazione Horizon Europe dell'Unione Europea con l'accordo di sovvenzione № 101056853.

Il progetto fa parte del concetto globale di veicoli commerciali rispettosi del clima della BMVI. La ricarica ad alte prestazioni viene testata nelle aree di servizio e nei depositi. Il consorzio comprende esperti della scienza, dell'industria automobilistica, dei fornitori di infrastrutture di ricarica e dell'industria energetica. Il percorso di 500 km tra Berlino e Dortmund è uno dei percorsi principali del traffico europeo a lunga distanza ed è ideale per testare l'interazione dei veicoli e delle infrastrutture su corridoi più lunghi.

Heliox, insieme ad altri 12 partner tra cui due produttori di autocarri, fa parte del consorzio Fraunhofer ISI che sta lavorando al progetto finanziato con 27 milioni di euro e che ha preso il via all'inizio di questa settimana. Heliox guiderà anche un gruppo di lavoro centrale nella fase dimostrativa, il "CCS installation and MCS extension work package".

Come parte del suo impegno in questo progetto di trasformazione, Heliox installerà due punti di ricarica da 600 kW (Depot Charging) in ciascuno dei due hub logistici; la costruzione inizierà nel 2022, mentre il funzionamento è previsto per il 2023.

L'espansione a questo megawatt di ricarica entrerà in vigore nel 2024. Inoltre, una parte fondamentale del progetto è rappresentata dalla ricerca intensiva e dal trasferimento di conoscenze da parte della comunità e dei partner, con particolare attenzione all'interoperabilità tra i produttori di veicoli e i fornitori di infrastrutture di ricarica, compresa l'efficienza economica e la standardizzazione.

HolA ha ricevuto un finanziamento dal Ministero tedesco per il Digitale e i Trasporti ed è coordinato da NOW GMBH.

I requisiti di alta potenza delle stazioni di ricarica ultraveloci pongono sfide particolari nella progettazione di infrastrutture di ricarica intelligenti. A sostegno degli obiettivi climatici europei per il 2030, il progetto PROGRESSUS, finanziato dall'UE, mira a introdurre una smart grid di nuova generazione, dimostrata dall'esempio applicativo di un'infrastruttura di ricarica intelligente che si integra perfettamente negli attuali concetti di architettura smart grid.

A tal fine, il progetto prevede la ricerca di nuovi ed efficienti convertitori ad alta potenza che supportino un flusso di energia bidirezionale. Verranno studiate nuove strategie di gestione della microgrid DC per l'efficienza energetica e la fornitura di servizi che tengano conto delle fonti di energia rinnovabili, dello stoccaggio e dei carichi flessibili. Verranno inoltre esplorati nuovi tipi di sensori, tecnologie di comunicazione ad alta larghezza di banda poco costose e misure di sicurezza basate su moduli di sicurezza hardware e sulla tecnologia blockchain per proteggere la comunicazione e i servizi.

La soluzione del progetto promuoverà un'infrastruttura di approvvigionamento energetico di prossima generazione più ecologica ed efficiente.

Heliox possiede un'ampia esperienza e know-how in materia di R&S, produzione, implementazione e gestione di infrastrutture di ricarica su larga scala. In questo modo copre l'intera gamma di argomenti legati alla ricerca e alle conoscenze pratiche operative.

Heliox contribuirà a definire i requisiti, la realizzazione e l'implementazione di un caricabatterie veloce integrato nella batteria, basato su un convertitore di potenza riconfigurabile dinamicamente, in grado di erogare 450kW di potenza in uscita con meno di 150kW di potenza in ingresso, e il caso d'uso dell'infrastruttura di ricarica EV ad alta potenza.

Verranno effettuate analisi appropriate, supportate da modellazione e simulazione, e infine il dimostratore e il caso d'uso verranno realizzati, gestiti e valutati.

Questo progetto è stato finanziato dall'impresa comune Electronic Components and Systems for European Leadership con l'accordo di sovvenzione n. 876868. Questa impresa comune riceve il sostegno del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea e di Germania, Paesi Bassi, Spagna, Italia, Slovacchia.

Il progetto ha un budget complessivo di circa 19,576 M€. Il progetto riceverà un finanziamento ECSEL JU di circa 5,785 milioni di euro, completato da finanziamenti nazionali provenienti da Germania, Paesi Bassi, Spagna, Italia e Slovacchia.

Il progetto Green Transport Delta - Electrification mira a sviluppare un forte ecosistema di batterie nei Paesi Bassi e ad accelerare la transizione verso una mobilità neutrale dal punto di vista climatico.

La lacuna nel mercato che le aziende olandesi possono colmare è la produzione di moduli e pacchetti di batterie per applicazioni specifiche per le quali la catena di produzione globale non è ancora organizzata. Si tratta di pacchi batteria per autobus, camion, veicoli industriali/macchine, aerei e navi. I Paesi Bassi sono leader in tutti questi mercati.

Il progetto Green Transport Delta - Elettrificazione è reso possibile dal Ministero dell'Economia e dei Cambiamenti Climatici.
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‍Periodo del progetto: 1 ottobre 2021 - 31 dicembre 2024
‍Bilancio del progetto: € 36.082.844