新能源汽車離我們?cè)絹?lái)越近，無(wú)論是電動(dòng)車還是混合動(dòng)力車，都需要搭載一種控制器-PCU，作用是控制電流強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的控制，而PCU自身的耗電量卻占車輛電力損耗的20%，如何降低這一損耗？豐田近日給出了解決方案。

　　搭載SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體的凱美瑞混合動(dòng)力試驗(yàn)車

　　在純電動(dòng)及混合動(dòng)力車型中，PCU控制著車輛行駛時(shí)的電動(dòng)機(jī)的電流供給，實(shí)現(xiàn)車輛前進(jìn)、加速、倒退，包括減速時(shí)利用回收的電能向電池充電，可以說(shuō)在系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。但是，PCU中所使用的Si（硅基）功率半導(dǎo)體的電力損耗卻占車輛電力損耗的20％左右。因此，如何提高功率半導(dǎo)體的效率，即如何減少電流通過(guò)時(shí)的電阻，對(duì)提升純電動(dòng)車的續(xù)行里程或混合動(dòng)力車型的燃油經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。

　　我們對(duì)比了一下不同用途的半導(dǎo)體在混合動(dòng)力車型中，所配備的半導(dǎo)體的所占比例，從按面積計(jì)算的使用量來(lái)看，雷克薩斯LS600h和豐田普銳斯的功率半導(dǎo)體均占到總用途的1/4的比例，可見(jiàn)PCU用功率半導(dǎo)體的用電量有多高。

　　可見(jiàn)在凱美瑞混合動(dòng)力試驗(yàn)車中，PCU的體積有所減少

　　在此次開(kāi)發(fā)的Camry混合動(dòng)力試驗(yàn)車的PCU內(nèi)，升壓轉(zhuǎn)換器及用于控制電動(dòng)機(jī)的逆變器中都使用了SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體(晶體管、二極管)。豐田將通過(guò)公路行駛試驗(yàn)，在不同的行駛速度、行駛狀態(tài)（高速公路行駛、市內(nèi)道路行駛、擁堵等）、室外氣溫等行駛條件下，獲取PCU內(nèi)的電流及電壓等數(shù)據(jù)。然后與目前使用的硅材料半導(dǎo)體相對(duì)比，從而驗(yàn)證新材料SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體所帶來(lái)的節(jié)油效果。預(yù)計(jì)，可以降低5%的油耗。

　　SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體技術(shù)也將應(yīng)用在正式運(yùn)營(yíng)的燃料電池巴士上

　　同時(shí)，自2015年1月9日起，在作為豐田市內(nèi)的公交線路上正式運(yùn)營(yíng)的燃料電池巴士（FC巴士）上，控制燃料電池堆電壓的FC升壓轉(zhuǎn)換器，也采用了SiC（碳化硅）二極管。通過(guò)巴士的實(shí)際運(yùn)營(yíng)收集行駛數(shù)據(jù)，來(lái)驗(yàn)證新材料的燃油經(jīng)濟(jì)性提升效果。

　　搭載SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體技術(shù)的PCU控制器

　　豐田認(rèn)為，為了提高HEV等使用電能的車輛燃油經(jīng)濟(jì)性，除了需要改善發(fā)動(dòng)機(jī)及空氣動(dòng)力性能以外，提高功率半導(dǎo)體的效率也是極為重要的。為了推動(dòng)新材料SiC（碳化硅）功率半導(dǎo)體盡早得到實(shí)際應(yīng)用，豐田計(jì)劃將實(shí)際行駛的數(shù)據(jù)運(yùn)用到到下一步研發(fā)工作中。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：如今的汽車工業(yè)不僅向著低能耗的方向發(fā)展，也在為如何提高汽車?yán)m(xù)航里程而努力，豐田在此項(xiàng)技術(shù)中，無(wú)外乎又尋找到一條可行之路。如果SiC（碳化硅）能夠成功得到應(yīng)用，其意義堪比電子產(chǎn)品中單核CPU到4核CPU的進(jìn)化，可成為新能源汽車快速普及的催化劑。