A Toyota Motor Corporation a Denso Corporationnel (Denso) és a Toyota Central R&D Labs., Inc. (Toyota CRDL) kutató-fejlesztő laboratóriummal közösen kifejlesztett egy olyan, szilícium-karbid (SiC) teljesítmény félvezetőt, amelyet autóipari teljesítmény-szabályozó rendszerekben (PCU) terveznek alkalmazni. A Toyota egy éven belül megkezdi az újfajta PCU-val felszerelt gépkocsik közúti tesztjeit Japánban.

A várakozások szerint az SiC teljesítmény félvezetők alkalmazásával a Toyota 10 százalékkal javítaná hibrid gépjárműveinek (HV) a japán földművelésügyi, infrastrukturális, közlekedési és idegenforgalmi minisztérium (MLIT) JC08 tesztciklusa szerint mért üzemanyag-fogyasztását, továbbá 80 százalékkal csökkentené a PCU méretét a jelenlegi, kizárólag szilícium alapú teljesítmény félvezetőket alkalmazó egységekhez viszonyítva. Az SiC teljesítmény félvezetők be- és kikapcsolás során észlelt teljesítményvesztése igen alacsony, ami nagyobb frekvencián is jó hatásfokú energiaáramlást tesz lehetővé. Ennek köszönhetően a mérnökök csökkenthették a PCU térfogatának mintegy 40 százalékát kitevő két komponens, a tekercs és a kondenzátor méretét.

A PCU fontos szerepet játszik a hibridek és egyéb, részben vagy egészben elektromos hajtásláncú járművek működésében: ez az egység szállítja az elektromos energiát az akkumulátortól a villanymotorig, szabályozva a jármű sebességét, illetve a fékenergia-visszanyerés során megtermelt áramot az akkumulátorba. Másfelől viszont a hibrid járműveknél tapasztalt energiaveszteség mintegy 25 százaléka a PCU számlájára írható; ebből hozzávetőlegesen 20 százalék magára a teljesítmény félvezetőre esik. A hibrid járművek hatásfok javításának egyik elsődleges módja ezért a teljesítmény félvezető hatásfokának javítása lehet, ami az ellenállás csökkentésével érhető el. A Prius benzin-elektromos hibrid gépkocsi 1997-es bevezetése óta a Toyota folyamatosan dolgozik a teljesítmény félvezetők házon belüli fejlesztésén, a hibrid járművek üzemanyag-fogyasztásának csökkentésén.

Mivel az SiC magasabb hatásfokot tesz lehetővé, mint önmagában a szilícium, a Toyota CRDL és a Denso már az 1980-as években hozzáfogott az alapvető kutatásokhoz, amelyekhez 2007-ben csatlakozott a Toyota, hogy együttes erővel gyakorlati felhasználásra alkalmas SiC félvezetőket fejlesszenek ki. A Toyota hibrid prototípusokba szánt PCU-kba építette be a közösen kifejlesztett SiC teljesítmény félvezetőket; a tesztpályákon végzett próbák igazolták, hogy a JC08 ciklus szerint több mint 5 százalékkal csökkent a járművek üzemanyag-fogyasztása.

A Toyota tavaly decemberben, a Hirose üzemben létrehozott egy, az SiC félvezetők célzott fejlesztésére alkalmas laboratóriumot. Hirose az elektronikus vezérlők, félvezetők és hasonló berendezések kutatására, fejlesztésére és gyártására szakosodott üzem.

A tökéletesített erőforrások, illetve aerodinamikai teljesítmény mellett a Toyota a kiváló hatásfokú teljesítmény félvezetőkre is a hibrid és egyéb, részben vagy teljesen elektromos hajtásláncú modellek üzemanyag-fogyasztásának csökkentését célzó technológiaként tekint. A Toyota a jövőben a fejlesztésre még nagyobb hangsúlyt fektetve szándékozik a lehető leghamarabb gyakorlati felhasználásra fogni az SiC teljesítmény félvezetőket.

A Toyota a 2014. évi Autóipari fejlesztési szakkiállításon mutatja be a technológiát. A kiállítást május 21-23. között rendezik meg a yokohamai Pacifico Yokohama kiállítási központban.

•  

Küldés e-mail-ben: