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丰田“碳化硅功率半导体”技术开始测试
点击数: 514     发布日期:2015-02-28

丰田将在今年开展碳化硅功率半导体的路面测试,搭配车型为凯美瑞Hybrid原型车和燃料电池大巴。测试将评估碳化硅技术的性能。它将有可能使得混合动力汽车和电动汽车的效率大幅提升。

功率半导体用在功率控制单元PCU中。PCU用于控制混合动力总成的电机功率,起到关键作用。它在电驱动时控制电池传给电机的功率,在制动能量回收时负责电池的充电。在目前,功率半导体占整车电器效率损失的20%。提升功率半导体的效率是提升整个动力总成效率的有效方法。

线圈和电容占整个功率半导体体积的大约40%。相比硅单质,碳化硅功率半导体会损失十分之一的功率,同时驱动频率提升到原来的十倍,线圈和电容的尺寸得以减小。通过使用碳化硅,丰田计划将混合动力车的驱动效率提升10%(按照日本JC08工况得出的测试功耗),并将代替现款的纯硅功率半导体,将PCU的尺寸降低80%。

开始于2014年五月,该项目隶属于一个能源电子大型技术项目,丰田、电装、丰田中央研发实验室共同参与了上述碳化硅功率半导体技术的开发工作。

在凯美瑞Hybrid原型车中,碳化硅功率半导体被安装在PCU的升压变换器和电机控制逆变器内部。试验收集到的数据将包括PCU电压、PCU电流、车速、驾驶模式、环境条件(如车外温度等)。

通过对比来自现款纯硅半导体的对应数据,丰田将评估新型碳化硅的效率提升水平。凯美瑞Hybrid原型车上的测试将在2015年2月初开始,将持续一年左右。

类似地,丰田已在1月9日开始在日本丰田市的现款燃料电池公交车上收集试验数据。该公交的燃料电池升压变换器内将搭配碳化硅二极管,用于控制燃料电池的输出电压。

收集到的数据将会反馈到开发中,目标是尽快地将全新的碳化硅功率半导体投入实际使用中。