Integrazione e test di propulsori elettrici di nuova generazione post-800V

15 Dicembre 2023
Titolo HORIZON-CL5-2024-D5-01-02: Integrazione e test di propulsori elettrici di nuova generazione post-800V (partenariato 2ZERO)

HORIZON-CL5-2024-D5-01-02: Integration and testing of next generation post-800V electric powertrains (2ZERO Partnership)

Ente finanziatore Commissione europea

Programma Horizon Europe

Settore di riferimento Trasporti
Obiettivi ed impatto attesi Le architetture dei motopropulsori di prossima generazione che utilizzano tensioni di 1200 V e superiori potrebbero contribuire al raggiungimento di prodotti finali più sicuri, performanti e sostenibili per servire i mercati ad alto volume. Un approccio olistico all’intera catena cinematica dovrebbe contribuire a determinare il livello di tensione ottimale per la prossima generazione. I risultati del progetto dovrebbero contribuire a tutti i seguenti risultati:

·         Ricarica molto veloce, veicoli elettrici (EV) ultra-efficienti per ampi mercati di massa, tenendo conto degli effetti dei volumi e delle architetture ottimizzate per i mercati futuri.

·         Deve essere dimostrata una riduzione dei costi di almeno il 20% dei moduli elettronici di potenza e degli inverter per una determinata potenza, nonché per l’intero gruppo propulsore (rispetto al costo dei migliori componenti e architetture di generazione attuale o prossimi al mercato al momento della presentazione della proposta).

·         Ricarica rapida di un veicolo dimostrativo del segmento C per il mercato di massa dal 20 all’80% in 10 minuti con i caricatori da 350 kW attualmente disponibili.

·         L’autonomia pratica aumenta con il passare del tempo (~20% di aumento a parità di peso della batteria), con un’efficienza complessiva più elevata e una gestione termica più semplice dell’intero gruppo propulsore che consente alle batterie di dimensioni ragionevoli, a basso costo e rispettose dell’ambiente di effettuare viaggi lunghi in modo conveniente.

·         Progressi significativi in termini di efficienza (riduzione delle perdite del 25%) rispetto allo stato dell’arte dell’applicazione in questione, con particolare attenzione alle condizioni di carico parziale dei veicoli elettrici e delle stazioni di ricarica.

·         Aspetti di retrocompatibilità e affidabilità.

·         Miglioramento della sicurezza e della robustezza delle applicazioni, che contribuiscono a migliorare l’accettazione da parte degli utenti.

·         Una maggiore efficienza delle risorse con un migliore impatto del ciclo di vita e capacità di riciclaggio ¬ contribuendo a un approccio di economia circolare.

Ambito di applicazione:

Nell’ultimo decennio, i requisiti di potenza e di applicazione sempre più esigenti hanno portato a un aumento della tensione netta HV della scheda da un livello iniziale di 400 V a 800 V nei veicoli elettrici più recenti, che si sta già diffondendo nelle categorie inferiori. Tensioni significativamente più elevate (indicativamente, nella regione dei 1200 V) potrebbero essere il prossimo passo logico e diventare uno standard nel prossimo decennio, offrendo vantaggi in termini di efficienza, utilizzo del rame e peso. Se non gestite correttamente, potrebbero avere un impatto limitante sull’architettura complessiva, soprattutto in termini di ricarica in corrente continua e di efficienza per l’utilizzo a bassa potenza. Si presentano quindi nuove sfide per il gruppo propulsore nelle aree del motore, della batteria, dei cablaggi, degli accoppiatori, ecc. nonché per la compatibilità elettromagnetica e lo sviluppo e l’integrazione di nuovi semiconduttori di potenza.

Per ottenere i risultati attesi nell’ambito del costante impegno a migliorare l’efficienza e le prestazioni, aumentando al contempo l’accessibilità economica, le proposte devono affrontare diversi dei seguenti aspetti in grado di dimostrare il raggiungimento degli obiettivi previsti a livello di sistema:

·         Valutare in modo olistico gli impatti positivi e negativi di livelli di tensione più elevati a livello di veicolo e di propulsore, definendo l’opzione migliore per la generazione EV post-800V.

·         Sviluppo e integrazione di componenti elettronici di potenza con nuovi concetti di miniaturizzazione e modularità dei componenti. Inoltre, è necessario individuare soluzioni in grado di passare rapidamente da sistemi modulari a sistemi integrati, in base alla domanda e all’ecobilancio.

·         Topologie adattate a semiconduttori avanzati ad ampio bandgap e a nuovi materiali, che portano a una maggiore densità di potenza.

·         Piattaforme di propulsione modulari, con l’obiettivo di avvicinarsi a una completa integrazione meccanica, elettrica o termica dei tre sistemi principali (motore elettrico, sistemi elettronici di potenza e pacco batterie), beneficiando delle dimensioni ridotte e delle esigenze di raffreddamento dovute alla tensione più elevata.

·         Definire procedure di prova e convalida adeguate a livello di componente, propulsore o veicolo e dimostrarle su un caso d’uso adeguato. Inoltre, i progetti devono identificare e analizzare i potenziali aspetti normativi e gli ostacoli per contribuire alla definizione di standard comuni dell’UE per la convalida dei sistemi.

·         Moduli di potenza di piccole dimensioni, “pronti per l’integrazione” nella posizione più adatta al sistema (ad esempio, motore elettrico o batteria) per una maggiore flessibilità di progettazione e un’ottimizzazione dei costi.

·         Soluzioni per l’imballaggio e l’accoppiamento, ad esempio substrati, epossidici per lo stampaggio, interconnessioni elettriche, adatte a tensioni più elevate, maggiori esigenze di isolamento, commutazione ad alta frequenza, frequenti cicli termici, temperature elevate, ecc.

·         Tecnologie di diffusione del calore per impulsi di breve potenza/ approcci di dissipazione del calore per impulsi di lunga durata, lunghe fasi di accelerazione.

Lo sfruttamento dei risultati e delle conoscenze derivanti dai progetti di partenariato ECSEL/KDT[1] Se del caso, si dovrebbe prevedere un feedback in termini di necessità future per raggiungere i risultati del progetto, qualora si riscontrassero problemi. Lo sviluppo dei semiconduttori necessari, tuttavia, non fa parte del finanziamento di questo tema, e la proposta deve specificare i componenti che i fornitori di semiconduttori coinvolti garantiscono di fornire per le attività di ricerca.

Questo tema implementa il partenariato europeo co-programmato “Verso un trasporto stradale a zero emissioni” (2ZERO). Pertanto, i progetti che derivano da questo tema dovranno riferire i risultati al Partenariato europeo “Verso un trasporto stradale a zero emissioni” (2ZERO) a sostegno del monitoraggio dei suoi KPI.

Condizioni specifiche dell’argomento:

Si prevede che le attività raggiungano il TRL 5 entro la fine del progetto – si veda l’Allegato generale B.

 

Criteri di eleggibilità Condizioni di ammissibilità Le condizioni sono descritte nell’Allegato generale B.

 

Per essere ammissibili, i richiedenti (beneficiari ed enti affiliati) devono:

 

-essere soggetti giuridici (enti pubblici o privati) avere sede in uno dei Paesi ammissibili, ovvero Stati membri dell’UE (compresi i Paesi e territori d’oltremare (PTOM)) Paesi non UE:

 

– Paesi SEE elencati e Paesi associati o Paesi che hanno in corso negoziati per un accordo di associazione e in cui l’accordo entra in vigore prima della firma della sovvenzione (elenco dei Paesi partecipanti)

 

– Paesi in via di adesione,

 

I beneficiari e gli enti affiliati devono iscriversi al Registro dei partecipanti – prima di presentare la proposta – e dovranno essere convalidati dal Servizio centrale di convalida (REA Validation). Per la convalida, sarà loro richiesto di caricare documenti che dimostrino lo status giuridico e l’origine.

 

Si applicano le seguenti eccezioni: Se i progetti utilizzano dati e servizi di osservazione della terra, posizionamento, navigazione e/o tempistica correlati basati su satelliti, i beneficiari devono utilizzare Copernicus e/o Galileo/EGNOS (possono essere utilizzati anche altri dati e servizi).

Contributo finanziario

 

Contributo UE previsto per progetto La Commissione ritiene che un contributo UE compreso tra 4 e 6 milioni di euro consentirebbe di affrontare adeguatamente questi risultati. Tuttavia, ciò non preclude la presentazione e la selezione di una proposta che richieda importi diversi. Budget indicativo Il budget totale indicativo per il tema è di 15,00 milioni di euro. Tipo di azione Azioni di ricerca e innovazione Condizioni di ammissibilità Le condizioni sono descritte nell’Allegato generale B. Si applicano le seguenti eccezioni: Se i progetti utilizzano dati e servizi di osservazione della terra, posizionamento, navigazione e/o tempistica correlati basati su satelliti, i beneficiari devono utilizzare Copernicus e/o Galileo/EGNOS (possono essere utilizzati anche altri dati e servizi).
Scadenza

 

Data di scadenza

18 aprile 2024 17:00:00 ora di Bruxelles

Ulteriori informazioni wp-8-clima-energia-e-mobilità_orizzonte-2023-2024_it.pdf (europa.eu)

 

Servizio offerto da Tiziana Beghin, deputato al Parlamento europeo, membro non iscritto.

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