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Thema: Toyota entwickelt Halbleiter aus Siliziumkarbid (843-mal gelesen)
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Toyota entwickelt Halbleiter aus Siliziumkarbid

Zitat
Hybridfahrzeuge noch effizienter - Toyota entwickelt Halbleiter aus Siliziumkarbid

- Neuartiges Material senkt Kraftstoffverbrauch um bis zu zehn Prozent
- 80 Prozent kleinere Bauteile dank höherer Effizienz
- Testfahrten starten binnen eines Jahres

Toyota entwickelt kontinuierlich die Effizienz seiner Fahrzeuge weiter: Gemeinsam mit Denso und Toyota Central R&D Labs (Toyota CRDL) hat der japanische Automobilhersteller nun Halbleiter aus Siliziumkarbid entwickelt. Eingesetzt in der PCU (Power Control unit = Leistungsregelung) von Hybridmodellen, können sie den Kraftstoffverbrauch um bis zu zehn Prozent reduzieren. Erste Testfahrten mit entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen sollen innerhalb eines Jahres in Japan erfolgen.

Grundsätzlich kann ein Elektromotor auf zwei verschieden Arten genutzt werden: Sobald er mit Strom versorgt wird, arbeitet er als Motor. Wird er jedoch mit Drehkraft angetrieben, so arbeitet er als Generator. Die Leistungsregelung (PCU) besteht aus dem Inverter und dem Konverter. Der Inverter hat dabei die Aufgabe den Stromfluss von und zur E-Maschine zu managen. Er regelt stufenlos die Drehzahl des E-Motors und zum anderen die Leistungsabgabe des Generators. Der Konverter variiert dabei die Höhe der Betriebsspannung.

Kurz gesagt: Der gesamte Fahrstrom fließt durch die Leistungsregelung. Allerdings passiert das nicht verlustfrei: Rund 25 Prozent der elektrischen Energie werden dabei in nutzlose Wärme umgewandelt, davon sind rund 20 Prozent allein auf die Halbleiter zurückzuführen. Ihre Effizienz wirkt sich somit direkt auf den Kraftstoffverbrauch aus. Mit den jetzt gemeinsam entwickelten Halbleitern aus Siliziumkarbid kann sich der Kraftstoffverbrauch von Hybridfahrzeugen um bis zu zehn Prozent gemäß dem japanischen Testzyklus JC08 reduzieren. Dabei wird die Leistungsregelung künftig um bis zu 80 Prozent kleiner bauen. Durch die verbesserte Effizienz können Kühler und Kondensator, die für 40 Prozent der Größe verantwortlich sind, deutlich verkleinert werden.

Toyota präsentiert die neue Technologie erstmals auf der Automotive Engineering Exposition vom 21. bis 23. Mai 2014 in Yokohama. Neben effizienten Motoren und aerodynamischen Verbesserungen sind die Halbleiter eine Schlüsseltechnologie, um den Kraftstoffverbrauch weiter zu senken. Aus diesem Grund will Toyota die Entwicklungskapazitäten ausweiten, um die Halbleiter schnellstmöglich in Serienfahrzeugen einsetzen zu können.

Quelle: Toyota-Pressemitteilung vom 20.05.2014

Re: Toyota entwickelt Halbleiter aus Siliziumkarbid

Antwort Nr. 1 –
Das ist der Abstand zu den Anderen, der den Vorsprung deutlich macht  :besserwisser !

Re: Toyota entwickelt Halbleiter aus Siliziumkarbid

Antwort Nr. 2 –
Sehr interessant, danke für die Info.

Eigentlich bin ich von der Nachricht aber enttäuscht, denn auf Gallium basierende Inverter (man muss nur die aktuell 22 auf siliziumbasis aufgebauten Leistungstransistoren ersetzen) hatte ich mir persönlich spätestens für den Prius 4 gewünscht.

Auch dass es 20% Verlustleistung bei den Leistungstransistoren geben soll erscheint mir seltsam hoch, zumindest wenn es sich um Durchschnittswerte handeln sollte. Im Grenzbereich (insbesondere bei niedriger Last kann ich es mir schon vorstellen). Meine Gründe sind :
1) selbst ein relativ billiges PC-Netzteil mit der Einstufung "80+Bronze" wäre dann besser, von 80+Platinum" rede ich erst gar nicht.
2) da der Prius deutlich mehr Leistung umwandelt als ein PC-Netzteil sollte der prozentuale Wirkungsgrad eher besser sein.
3) Das amerikanische ANL hat doch sowohl den Inverter des P2 als auch des P3 getestet (also Buck/Boostconverter und den eigentlichen Drehstrom-Inverter in Reihe) und hat die Diagramme als pdf-Dateien veröffentlicht. Dabei betrug der Wirkungsgrad in weiten Bereichen 95% oder besser. Es gab nur kleine Randbezirke in denen der Wirkungsgrad unter 90% fiel.

Egal, hoffentlich sind die P4 IGBTs auf Galliumbasis hergestellt. Denn dann wird die Taktfrequenz höher und ich muss das 5kHz pfeifen nicht mehr hören. Aber dann stürzen vielleicht die Fledermäuse ab, oh weh wenn das der BUND merkt...

Gruß alupo