细节处着手 丰田降低PCU电能解决方案

2015-02-03 10:07:04 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0 条

新能源汽车离我们越来越近，无论是电动车还是混合动力车，都需要搭载一种控制器-PCU，作用是控制电流强度，实现对车辆的控制，而PCU自身的耗电量却占车辆电力损耗的20%，如何降低这一损耗？丰田近日给出了解决方案。

搭载SiC（碳化硅）功率半导体的凯美瑞混合动力试验车

    在纯电动及混合动力车型中，PCU控制着车辆行驶时的电动机的电流供给，实现车辆前进、加速、倒退，包括减速时利用回收的电能向电池充电，可以说在系统中发挥着重要作用。但是，PCU中所使用的Si（硅基）功率半导体的电力损耗却占车辆电力损耗的20％左右。因此，如何提高功率半导体的效率，即如何减少电流通过时的电阻，对提升纯电动车的续行里程或混合动力车型的燃油经济性至关重要。

    我们对比了一下不同用途的半导体在混合动力车型中，所配备的半导体的所占比例，从按面积计算的使用量来看，雷克萨斯LS600h和丰田普锐斯的功率半导体均占到总用途的1/4的比例，可见PCU用功率半导体的用电量有多高。

可见在凯美瑞混合动力试验车中，PCU的体积有所减少

    在此次开发的Camry混合动力试验车的PCU内，升压转换器及用于控制电动机的逆变器中都使用了SiC（碳化硅）功率半导体(晶体管、二极管)。丰田将通过公路行驶试验，在不同的行驶速度、行驶状态（高速公路行驶、市内道路行驶、拥堵等）、室外气温等行驶条件下，获取PCU内的电流及电压等数据。然后与目前使用的硅材料半导体相对比，从而验证新材料SiC（碳化硅）功率半导体所带来的节油效果。预计，可以降低5%的油耗。

SiC（碳化硅）功率半导体技术也将应用在正式运营的燃料电池巴士上

同时，自2015年1月9日起，在作为丰田市内的公交线路上正式运营的燃料电池巴士（FC巴士）上，控制燃料电池堆电压的FC升压转换器，也采用了SiC（碳化硅）二极管。通过巴士的实际运营收集行驶数据，来验证新材料的燃油经济性提升效果。

搭载SiC（碳化硅）功率半导体技术的PCU控制器

丰田认为，为了提高HEV等使用电能的车辆燃油经济性，除了需要改善发动机及空气动力性能以外，提高功率半导体的效率也是极为重要的。为了推动新材料SiC（碳化硅）功率半导体尽早得到实际应用，丰田计划将实际行驶的数据运用到到下一步研发工作中。

编辑点评：如今的汽车工业不仅向着低能耗的方向发展，也在为如何提高汽车续航里程而努力，丰田在此项技术中，无外乎又寻找到一条可行之路。如果SiC（碳化硅）能够成功得到应用，其意义堪比电子产品中单核CPU到4核CPU的进化，可成为新能源汽车快速普及的催化剂。