丰田开发新材料控制芯片，油耗再降5%

在混合动力汽车的发展过程中，各大汽车厂商不断对电池、车重、控制策略等方面进行改进优化，使其油耗进一步降低。日前丰田汽车公司与电装株式会社、丰田中央研究所株式会社合作，利用SiC材料开发出的新型动力控制芯片又为降低混合动力汽车油耗提供了一条新途径。

这种SiC材料功率半导体芯片预计将用于混合动力汽车的动力控制单元(下称“PCU”)上，今后一年之内将会在公共道路上开始进行行驶实验。未来的目标是与现在的硅材料功率半导体芯片相比，将混合动力汽车的油耗再降低10%，并将PCU的体积减小五分之一。更低的油耗意味着更长的续航里程，这点对混合动力汽车是非常重要的。

PCU在混合动力等车辆的电能利用中发挥着非常重要的作用，如在行驶时通过电力供给对车速进行控制，同时在减速时利用电力向电池充电等。形象的说其作用类似我们平时家用电脑所使用的CPU，整车动力系统完全由它来“调兵遣将”，它会告诉动力系统什么时候该做些什么。

另外，PCU占据了混合动力汽车电力损失的大约四分之一，而其中大部分源自功率半导体，所以整个混合动力汽车电力损失的约20%是由于功率半导体造成的。因此，提高功率半导体的效率，即减少电流流动时的电阻，是降低油耗的关键技术之一。从1997年第一代普锐斯上市时起，丰田一直在开展功率半导体的自主开发工作，致力于降低混合动力汽车的油耗，而其成果便是我们这篇文章的主角SiC材料功率半导体动力控制芯片。

SiC是一种硅与碳的化合物，在性能上比传统的半导体材料硅更有可能提高传导效率，丰田自从20世纪80年代起，就对其开展相关研究，并于2007年开展面向实用化的技术开发。最近，丰田汽车公司将装有SiC功率半导体(二极管和晶体管)芯片的PCU配备到混合动力汽车的试制车上，并在号称世界上最严格的 JC08燃油模式下对车辆进行燃油测试。最终在试车场进行的行驶实验确认装有SiC功率半导体芯片PCU的混合动力汽车油耗能够降低5%以上。

此外，2013年12月，丰田汽车公司还在研发并生产电子控制装置及半导体等的日本广濑工厂内部，建设了用于开发SiC专用半导体的洁净室，力争将混合动力汽车的油耗降低10%。