Nowa generacja półprzewodników Toyoty

LeadPhoto Nowa generacja półprzewodników Toyoty
Toyota Group stworzyła oparte na węgliku krzemu elementy półprzewodnikowe dużej mocy, które znajdą zastosowanie w samochodowych sterownikach mocy (PCU, power control unit). Pierwsze jazdy próbne samochodów Toyoty ze sterownikami PCU wyposażonymi w nowe podzespoły pozwalają spodziewać się zmniejszenia zużycia paliwa pojazdów hybrydowych nawet o 10 procent (w cyklu testowym JC08). Toyota uruchomiła już nowe laboratorium z myślą o tworzeniu półprzewodników SiC
Content

Wykorzystanie półprzewodników opartych na węgliku krzemu (SiC) pozwoli nie tylko znacznie obniżyć zużycie paliwa, ale też zmniejszyć rozmiary sterowników PCU o 80 procent w stosunku do obecnych układów z krzemowymi półprzewodnikami mocy. Półprzewodniki SiC wyróżniają się małymi stratami energii przy włączaniu i wyłączaniu, zapewniając wysoką sprawność układów nawet przy wysokich częstotliwościach. Pozwoli to stosować w układach PCU znacznie mniejsze cewki i kondensatory, odpowiadające dziś za 40 procent wielkości urządzeń.

Sterowniki PCU przekształcają prąd stały z akumulatora w przemienne napięcie zasilające silniki, umożliwiając regulowanie prędkości; mogą także wykorzystywać prąd wytwarzany podczas hamowania do ładowania akumulatora. Niestety PCU odpowiadają również za około 25 procent całości strat energii pojazdu hybrydowego, z czego około 20 procent to straty na półprzewodnikach. Prace nad własnymi półprzewodnikami, pozwalającymi zmniejszyć zużycie paliwa, Toyota prowadzi od wprowadzenia pierwszego hybrydowego Priusa w roku 1997.

Węglik krzemu zapewnia większą sprawność niż sam krzem, dlatego badania podstawowe w tej dziedzinie podjęto w laboratoriach Toyoty i Denso już w latach 80., a w roku 2007 Toyota rozpoczęła prace nad stworzeniem półprzewodników SiC do praktycznych zastosowań. Półprzewodniki mocy na bazie SiC trafiły już do sterowników PCU prototypowych pojazdów hybrydowych, a jazdy próbne na torach testowych potwierdziły spadek zużycia paliwa o ok. 5 procent w cyklu JC08.

Zaloguj się, aby uzyskać dostęp do wszystkich opcji portalu!!