トヨタ自動車、新素材SiCパワー半導体搭載車両の公道走行を開始－カムリのPCU、燃料電池バスの昇圧コンバーターに搭載。燃費向上効果を検証－：自動車業界ニュース

トヨタ自動車、新素材SiCパワー半導体搭載車両の公道走行を開始－カムリのPCU、燃料電池バスの昇圧コンバーターに搭載。燃費向上効果を検証－

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2015/01/29

トヨタ自動車(株)（以下、トヨタ）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に新素材SiCパワー半導体を搭載したカムリ試作車、PCU＞

＜FCバス＞

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、すなわち、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。

今回開発したカムリ試作車は、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。

さらに、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。

なお、今回、カムリ試作車とFCバスに搭載したSiCパワー半導体は、国家プロジェクト＊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は、Silicon Carbideの略。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。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。