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トヨタ、新素材SiCパワー半導体搭載車両の公道走行を開始

2015/01/29
(木)
SmartGridニューズレター編集部

トヨタ自動車株式会社(以下:トヨタ、愛知県豊田市、代表取締役社長:豊田 章男)は、SiCパワー半導体*1の実用化に向けた取り組みの一環として、ハイブリッド車(以下、HV)などのモーター駆動力を制御するパワーコントロールユニット(以下、PCU)に新素材SiCパワー半導体を搭載したカムリ(HV)の試作車を開発し、2015年2月初めより約1年間、豊田市を中心に公道での走行試験を行う。

 

 

 

 

 

PCUは、走行時はバッテリーの電力をモーターに供給、減速時は回生した電力をバッテリーに充電するなど、HVなどの電力利用において重要な役割を担っている。そのPCUに使われているパワー半導体は、車両全体の電力損失の約20%を占めており、パワー半導体の高効率化、つまり、電流を流す時の抵抗を低減することが燃費向上に不可欠である。
カムリ試作車は、PCU内の昇圧コンバーターおよびモーター制御用インバーターに、SiCパワー半導体(トランジスタ、ダイオード)を搭載している。

公道走行試験では、走行速度や走行パターン(高速走行、市街地走行、渋滞等)、外気温など様々な走行条件毎に、PCU内の電流、電圧などのデータを取得し、現状のシリコン半導体と比べ、新素材であるSiCパワー半導体搭載による燃費向上効果を検証していく。

また、2015年1月9日から、豊田市内の路線バス(とよたおいでんバス「豊田東環状線」)として営業運行している燃料電池バス(FCバス)においても、FCスタック(燃料電池)の電圧を制御するFC昇圧コンバーターにSiCダイオードを搭載しており、走行データを取得し、燃費向上効果を検証する。

カムリ試作車とFCバスに搭載したSiCパワー半導体は、独立行政法人「新エネルギー・産業技術総合開発機構」(NEDO)の委託で、技術研究組合「次世代パワーエレクトロニクス研究開発機構」(FUPET)が実施している「低炭素社会を実現する新材料パワー半導体プロジェクト」*2の成果の一部である高品質なSiCウェーハ技術を採用している。

トヨタは、HVなど電動車両の燃費向上において、エンジンや空力性能などの改善はもとより、パワー半導体の高効率化も重要技術として位置づけており、新素材SiCパワー半導体の早期実用化に向けて、公道走行データを開発に反映していく。


※1:SiC(Silicon Carbide)
シリコンと炭素の化合物。SiCパワー半導体は、トヨタ、(株)デンソー、(株)豊田中央研究所と共同で開発。

※2:「低炭素社会を実現する新材料パワー半導体プロジェクト」
http://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100011.html

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