豐田2014年5月20日宣布,該公司與電裝和豐田中央研究所合作開發出了由SiC(碳化硅)材料制成的功率半導體。計劃在今后一年內開始利用配備開發品的試制車進行公路實驗。豐田表示,“希望到2020年能使采用SiC功率半導體的汽車投入量產”。將來,計劃使用這種半導體器件將混合動力車的燃效提高10%,并將動力控制單元(PCU)的體積降至原來的1/5。
豐田從2013年秋季開始,在以“普銳斯”為原型的試制車上配備采用SiC功率半導體的PCU開展實驗。PCU通過DC-DC轉換器將電池輸出的200V直流電壓升壓至650V,再通過逆變器轉化為交流電提供給馬達。目前已確認可使燃效(JC08模式)提高5%以上。今后還將繼續改進,爭取將燃效提高10%。
豐田此次展示的SiC功率半導體是二極管和MOSFET(金屬氧化物半導體電場效應晶體管)。二極管方面,展出了在4英寸基板上排列6mm見方器件的試制品,電流為200A。MOSFET方面,展出了在相同尺寸的基板上排列5mm見方器件的試制品。試制品為溝道型,耐壓為1200V,電流為70A。
豐田打算在今后自己生產SiC功率半導體。2013年12月,豐田已在從事電子控制裝置及半導體等研發和生產的廣瀨工廠內建成了專門開發SiC半導體的清潔車間。
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