摘要 豐田將在今年開展碳化硅功率半導(dǎo)體的路面測試,搭配車型為凱美瑞Hybrid原型車和燃料電池大巴。測試將評估碳化硅技術(shù)的性能。它將有可能使得混合動力汽車和電動汽車的效率大幅提升。功率半...
豐田將在今年開展碳化硅功率半導(dǎo)體的路面測試,搭配車型為凱美瑞Hybrid原型車和燃料電池大巴。測試將評估碳化硅技術(shù)的性能。它將有可能使得混合動力汽車和電動汽車的效率大幅提升。功率半導(dǎo)體用在功率控制單元PCU中。PCU用于控制混合動力總成的電機(jī)功率,起到關(guān)鍵作用。它在電驅(qū)動時控制電池傳給電機(jī)的功率,在制動能量回收時負(fù)責(zé)電池的充電。在目前,功率半導(dǎo)體占整車電器效率損失的20%。提升功率半導(dǎo)體的效率是提升整個動力總成效率的有效方法。
線圈和電容占整個功率半導(dǎo)體體積的大約40%。相比硅單質(zhì),碳化硅功率半導(dǎo)體會損失十分之一的功率,同時驅(qū)動頻率提升到原來的十倍,線圈和電容的尺寸得以減小。通過使用碳化硅,豐田計劃將混合動力車的驅(qū)動效率提升10%(按照日本JC08工況得出的測試功耗),并將代替現(xiàn)款的純硅功率半導(dǎo)體,將PCU的尺寸降低80%。
開始于2014年五月,該項目隸屬于一個能源電子大型技術(shù)項目,豐田、電裝、豐田中央研發(fā)實驗室共同參與了上述碳化硅功率半導(dǎo)體技術(shù)的開發(fā)工作。
在凱美瑞Hybrid原型車中,碳化硅功率半導(dǎo)體被安裝在PCU的升壓變換器和電機(jī)控制逆變器內(nèi)部。試驗收集到的數(shù)據(jù)將包括PCU電壓、PCU電流、車速、駕駛模式、環(huán)境條件(如車外溫度等)。
通過對比來自現(xiàn)款純硅半導(dǎo)體的對應(yīng)數(shù)據(jù),豐田將評估新型碳化硅的效率提升水平。凱美瑞Hybrid原型車上的測試將在2015年2月初開始,將持續(xù)一年左右。
類似地,豐田已在1月9日開始在日本豐田市的現(xiàn)款燃料電池公交車上收集試驗數(shù)據(jù)。該公交的燃料電池升壓變換器內(nèi)將搭配碳化硅二極管,用于控制燃料電池的輸出電壓。
收集到的數(shù)據(jù)將會反饋到開發(fā)中,目標(biāo)是盡快地將全新的碳化硅功率半導(dǎo)體投入實際使用中。