El cargador de 800 V para vehículos eléctricos de Fraunhofer cabe en una caja de 5,7 kg

Fraunhofer IAF ha construido un cargador externo compacto para vehículos eléctricos de 800 V que también puede enviar energía de vuelta a la red. El nuevo módulo de potencia del instituto alemán, basado en GaN, está diseñado para carga bidireccional, pero el titular real es el hardware: un sistema externo de 3 kW lo bastante pequeño como para caber en una carcasa de 8,3 litros y lo bastante ligero como para llevarse en 5,7 kg, incluidos los conectores.

Esto lo sitúa en una categoría distinta del cargador integrado habitual, la aparatosa unidad de 11-22 kW que va dentro de muchos vehículos eléctricos y que, silenciosamente, consume coste, peso y espacio de empaquetado. La propuesta de Fraunhofer no es la velocidad pura de carga. Es la flexibilidad: un cargador portátil y universal que funciona con CCS y con un enchufe doméstico Schuko, al tiempo que abre la puerta al uso vehículo-a-red en lugar de tratar la batería como un depósito unidireccional.

Módulo de potencia GaN para operación a 1200 V

El módulo forma parte del proyecto GaN4EmoBiL, abreviatura de Semiconductores de Potencia de GaN para Movilidad Eléctrica e Integración de Sistemas mediante Carga Bidireccional. Ambibox GmbH integró el dispositivo en un demostrador para un cargador externo monofásico, y la configuración se está probando con tensiones de batería desde 150 hasta 920 V, lo que cubre las arquitecturas modernas de vehículos eléctricos de alta tensión.

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En el corazón del diseño están los transistores de GaN con una tensión nominal de hasta 1200 V sobre un sustrato aislante. Eso importa porque el GaN puede conmutar de forma eficiente a tensiones más altas, reducir las pérdidas por calor y reducir el tamaño de la electrónica de soporte. El silicio puede hacer el trabajo, por supuesto, pero suele hacerlo con más volumen y más problemas térmicos.

Por qué el cargador de 3 kW es más lento pero más flexible

Un cargador de 3 kW no ganará ninguna carrera de velocidad frente a las cajas murales y los cargadores rápidos. Pero está pensado para carga portátil o distribuida, donde el tamaño, el peso y la comodidad pesan más que la fuerza bruta. Para operadores de flotas, uso de emergencia o ubicaciones donde una instalación fija es impracticable, ese intercambio se parece mucho menos a una concesión y más a un nicho útil.

• Potencia de salida: hasta 3 kW
• Rango de tensión de batería en el demostrador: 150 a 920 V
• Volumen de la carcasa: 8,3 litros
• Masa total con conectores: 5,7 kg
• Opciones de conexión: CCS y Schuko

Carga bidireccional y el camino hacia 1700 V

El premio mayor es la carga bidireccional. En una dirección, el coche se carga con normalidad. En la otra, puede devolver energía durante periodos de generación excedentaria o ayudar a sostener la red en picos de demanda. Es el tipo de característica que a las compañías eléctricas les encanta en teoría y que solo de vez en cuando logran utilizar en la práctica, pero el hardware tiene que ser lo bastante compacto y barato antes incluso de que comiencen las discusiones sobre el software.

Fraunhofer dice que los siguientes pasos son mayor tensión, mayor corriente, obleas más grandes y menor coste, con el objetivo de igualar la economía del silicio manteniendo la ventaja de rendimiento. El instituto también ve una vía hacia electrónica GaN de 1200-1700 V, lo que podría mejorar la eficiencia de los vehículos eléctricos, ampliar la autonomía y reducir los costes de la infraestructura de carga. El demostrador se mostrará en PCIM Expo & Conference 2026 en Núremberg, junto con otros sistemas de GaN del Fraunhofer IAF.