重庆市下半年推广新能源客车云智慧远程监控系统

随着近年来油价的飙升，以及国家对整车油耗水平的规定越来越严格，混合动力汽车蓬勃发展，以其优异的燃油经济性和优异的环保性能被业界视为新能源汽车的发展方向之一。在混合动力汽车的发展过程中，各大汽车制造商不断改进和优化电池、车重和控制策略，以进一步降低油耗。几天前，丰田汽车公司与日本电装株式会社（Denso Co.，Ltd.）和中国丰田研究院（Toyota Academia Sinica Co.，Ltd.）合作，开发了一种使用碳化硅材料的新型动力控制芯片，为降低混合动力汽车的油耗提供了一种新的途径。

这种SiC功率半导体芯片预计将用于混合动力电动汽车的功率控制单元（PCU），并将于明年在公共道路上开始驾驶实验。未来的目标是与目前的硅功率半导体芯片相比，将混合动力汽车的油耗降低10%，并将PCU的体积减少五分之一。更低的油耗意味着更长的巡航里程，这对混合动力汽车来说非常重要。

为什么一种新的材料功率控制芯片会让开发者有如此宏伟的目标？要知道整车的油耗降低了10%，这不是一个小数字。仅仅通过改变材料，你真的能完成如此艰巨的任务吗？为了解决这个问题，我们必须从PCU开始。

● 什么是PCU？

PCU在混合动力汽车的电能利用中发挥着非常重要的作用，例如在行驶时通过电源控制车辆的速度，在减速时通过电源给电池充电。形象地说，它的功能类似于我们家用电脑中使用的CPU，整车的动力系统完全由它“调度”，它会告诉动力系统什么时候该做什么。

此外，PCU约占HEV功率损失的四分之一，其中大部分来自功率半导体，因此HEV约20%的功率损失是由功率半导体引起的。因此，提高功率半导体的效率，即降低电流流动时的电阻，是降低燃料消耗的关键技术之一。自1997年第一代普锐斯上市以来，丰田一直在独立开发功率半导体，并致力于降低混合动力汽车的油耗，其结果是我们文章的主角SiC材料的功率半导体控制芯片。

● 碳化硅功率半导体功率控制芯片的应用效果

SiC是硅和碳的化合物，其性能比传统的半导体材料硅更有可能提高导电效率。自20世纪80年代以来，丰田公司对碳化硅进行了相关研究，并于2007年启动了实用技术开发。最近，丰田汽车公司为混合动力电动汽车的原型车配备了带有SiC功率半导体（二极管和晶体管）芯片的PCU，并在JC08燃料模式下测试了该车的燃料，这被称为世界上最严格的。最后，试验场的驾驶实验证实，搭载SiC功率半导体芯片PCU的混合动力电动汽车的油耗可以降低5%以上。

提示：

JC08是日本于2005年10月提出并于2011年10月全面实施的油耗测试车型，被誉为世界上最严格的油耗车型。它之所以严格，主要是因为测试中的模拟测试环境更接近实际驾驶环境，其测试结果更接近用户的实际油耗。这个油耗结果通常高于其他测试油耗标准，原因很简单，那就是我们的驾驶并不总是平稳。因此，在这种测试环境下的油耗结果更有说服力。

此外，2013年12月，丰田汽车公司还在其研发和生产电子控制器件和半导体的广来工厂建造了一个用于开发SiC专用半导体的洁净室，并努力将混合动力汽车的油耗降低10%。

除了上述的节省燃料的优点外，SiC功率半导体还具有当电流流动时低电阻和当电流接通和断开时低损耗的特性，使得即使电流是高频率的，也可以有效地流动……

仁慈。通过充分发挥这一性能，可以减少约占PCU体积40%的线圈和电容器的体积，其未来目标是将PCU的体积比目前减少五分之一。体积和重量的减少客观上遵循了当今电子产品的总体发展趋势。比如早期的“老大哥”到了今天的智能手机；

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