Hybridfahrzeuge Neuartiges Material senkt Kraftstoffverbrauch um bis zu zehn Prozent

Halbleiter aus Siliziumkarbid verbessern die Effizienz der Leistungsregelung.
Halbleiter aus Siliziumkarbid verbessern die Effizienz der Leistungsregelung.

Toyota hat gemeinsam mit Denso Halbleiter aus Siliziumkarbid entwickelt. Eingesetzt in der PCU (Power Control Unit = Leistungsregelung) von Hybridmodellen, können sie den Kraftstoffverbrauch reduzieren. Erste Testfahrten mit entsprechenden Fahrzeugen sollen innerhalb eines Jahres erfolgen.

Der gesamte Fahrstrom von Hybridfahrzeugen fließt durch die Leistungsregelung. Allerdings werden dabei 25 Prozent der elektrischen Energie in nutzlose Wärme umgewandelt, davon sind rund 20 Prozent allein auf die Halbleiter zurückzuführen. Ihre Effizienz wirkt sich somit direkt auf den Kraftstoffverbrauch aus.

Mit den jetzt gemeinsam von Toyota und Denso entwickelten Halbleitern aus Siliziumkarbid kann sich der Kraftstoffverbrauch von Hybridfahrzeugen um bis zu zehn Prozent gemäß dem japanischen Testzyklus JC08 reduzieren. Dabei wird die Leistungsregelung künftig um bis zu 80 Prozent kleiner bauen. Durch die verbesserte Effizienz können Kühler und Kondensator, die für 40 Prozent der Größe verantwortlich sind, deutlich verkleinert werden.

Hintergrund: Grundsätzlich kann ein Elektromotor auf zwei verschieden Arten genutzt werden. Sobald er mit Strom versorgt wird, arbeitet er als Motor. Wird er jedoch mit Drehkraft angetrieben, arbeitet er als Generator. Die Leistungsregelung (PCU) besteht aus dem Inverter und dem Konverter. Der Inverter hat dabei die Aufgabe den Stromfluss von und zur E-Maschine zu managen. Er regelt stufenlos die Drehzahl des E-Motors und zum anderen die Leistungsabgabe des Generators. Der Konverter variiert dabei die Höhe der Betriebsspannung.