Left: Silicon power semiconductor wafer (transistor) Right: SiC power semiconductor wafer (transistor)
Uhr

Toyota testet neue Halbleiter aus Siliziumkarbid

Mehr Effizienz für Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeuge

Technik

Das Wichtigste in Kürze

  • Halbleiter bislang für 20 Prozent des Energieverlustes verantwortlich
  • Neuentwicklung verringert elektrischen Widerstand
  • Groß angelegter Alltagstest im japanischen Straßenverkehr

Impressionen

Köln. Toyota verbessert kontinuierlich die Effizienz seiner Fahrzeuge. In Japan testet der Automobilhersteller nun die erstmals im Frühjahr 2014 vorgestellten Halbleiter aus Siliziumkarbid. Sie leiten die elektrische Energie weitaus verlustfreier als herkömmliche Halbleiter und erhöhen so die Reichweite von Hybrid- und Brennstoffzellenautos.

Die Halbleiter kommen in der Leistungsregelung von Fahrzeugen mit Elektromotor zum Einsatz. Sie regeln den Energiefluss von der Batterie an den E-Motor und wieder zurück, wenn der Autofahrer abbremst. Während des Vorgangs wird ein Teil der elektrischen Energie in nutzlose Wärme umgewandelt und geht so dem Antrieb verloren. Halbleiter zeichnen bislang für rund 20 Prozent dieser Verluste verantwortlich.

Anstelle der üblichen Silizium-Halbleiter hat Toyota nun gemeinsam mit anderen zum japanischen Automobilkonzern gehörenden Unternehmen hochwertige Halbleiter aus Siliziumkarbid entwickelt. Sie haben einen geringeren elektrischen Widerstand, sodass die Energie verlustfreier fließt. So steigt die Systemeffizienz und damit kann der Kraftstoffverbrauch von Hybridfahrzeugen um bis zu zehn Prozent, gemäß dem japanischen Testzyklus JC08, reduziert werden. Dabei kann die Leistungsregelung künftig um bis zu 80 Prozent kleiner bauen. Durch die verbesserte Effizienz kann auch der Kühler des Systems künftig deutlich verkleinert werden.

Die Alltagstauglichkeit dieser Technik soll nun ein umfangreicher Praxistest auf japanischen Straßen zeigen: Seit Jahresbeginn ist bereits der Toyota Brennstoffzellenbus unterwegs, ab Februar rollt auch der Prototyp eines Toyota Camry mit Hybridantrieb auf die Straßen. In beiden Modellen kommen Siliziumkarbid-Halbleiter zum Einsatz. Toyota beobachtet die Energieströme und die elektrische Spannung im Motorsteuergerät bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Wetterbedingungen, die Erkenntnisse fließen in die weitere Entwicklung ein. Das Ziel ist eine schnellstmögliche Markteinführung.

Sustainable Development Goals (SDG) - Ziele für nachhaltige Entwicklung
Mobilität für alle: Die Toyota Motor Corporation entwickelt und produziert innovative, sichere und hochwertige Produkte und Services, um allen Menschen die Freude einer uneingeschränkten Mobilität zu bieten. Wir erreichen unsere Ziele nur dann, wenn wir unsere Kunden, Partner, Mitarbeiter und die Gesellschaften unterstützen, in denen wir tätig sind. Seit unserer Gründung im Jahr 1937 arbeiten wir an einer sichereren, nachhaltigeren und inklusiveren Gesellschaft. Auch heute – während wir uns zu einem Mobilitätsunternehmen wandeln, das Technologien für Vernetzung, Automatisierung, Sharing und Elektrifizierung entwickelt – bleiben wir unseren Leitprinzipien und den Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen verpflichtet. Damit wollen wir zu einer besseren Welt beitragen, in der sich jeder frei bewegen kann.

SDG-Initiativen: https://global.toyota/en/sustainability/sdgs