Toyota è impegnata a fare un altro passo avanti nello sviluppo di veicoli ibridi ed elettrici. Scopri un nuovo sistema che utilizza il carburo di silicio nella costruzione di moduli di controllo di potenza, con promesse di maggiore efficienza.
Toyota è stato uno dei marchi che ha investito di più nello sviluppo di tecnologie alternative per veicoli ibridi, insieme a Denso, in una partnership che dura da ben 34 anni.
Come risultato di questa ricerca, Toyota presenta ora una nuova generazione di moduli controller di potenza (PCU) – che sono il centro operativo di questi veicoli – utilizzando uno dei materiali più duri sulla faccia della terra: il carburo di silicio (SiC).
Attraverso l'uso di semiconduttori al carburo di silicio (SiC) nella costruzione delle PCU – a scapito dei tradizionali semiconduttori al silicio – Toyota afferma che è possibile migliorare l'autonomia dei veicoli ibridi ed elettrici di circa il 10%.
Può essere un vantaggio marginale, ma va notato che i conduttori SiC sono responsabili di perdite di potenza di solo 1/10 durante il flusso di corrente, il che consente di ridurre di circa il 40% le dimensioni di componenti come bobine e condensatori, rappresentando un riduzione complessiva dell'80% delle dimensioni della PCU.
Per Toyota, questo è particolarmente importante poiché la sola PCU è responsabile del 25% delle perdite di energia nei veicoli ibridi ed elettrici, con i semiconduttori PCU che rappresentano il 20% delle perdite totali.
La PCU è uno dei componenti più vitali nei veicoli ibridi ed elettrici, perché è la PCU che si occupa di fornire la corrente elettrica dalle batterie al motore elettrico, di controllare la rotazione del motore elettrico, di gestire la rigenerazione e sistema di recupero dell'energia e, infine, commutando il funzionamento del motore elettrico tra l'unità di propulsione e l'unità di generazione.
Attualmente le PCU sono costituite da più elementi elettronici, i più importanti dei quali risultano essere i vari semiconduttori di silicio, di diversa potenza elettrica e resistenza. È proprio nella tecnologia dei semiconduttori applicata nella PCU che entra in gioco questa nuova tecnologia Toyota, più efficiente in tre campi decisivi: consumo energetico, dimensioni e proprietà termiche.
Toyota sa che mentre non compaiono batterie con una tecnologia più avanzata ad alta densità di energia, che possono combinare perfettamente valori notevoli di (Ah e V), l'unica risorsa da cui sarà in grado di aumentare l'efficienza energetica è rendere tutti componenti elettrici che fanno parte della gestione elettronica più efficiente e resistente.
Il futuro di Toyota con questi nuovi piloti è promettente – nonostante i costi di produzione siano ancora da 10 a 15 volte superiori a quelli convenzionali – viste le partnership già raggiunte nella massificazione di questi componenti e i test già effettuati su strada con guadagni del 5% nel minimo garantito. Guarda attraverso il video, la rivoluzione che compiono i semiconduttori al carburo di silicio: