La mejora de la eficiencia de los vehículos híbridos depende de muchos factores: aprovechamiento del motor térmico, recargas más eficientes de las baterías, más capacidad, menores pérdidas, mejor aerodinámica, etc. Todo junto conlleva a crear vehículos más respetuosos con el medio ambiente y que minimizan el gasto de los recursos naturales.
Uno de los puntos en los que más se está trabajando es precisamente en la pérdida de energía en la parte eléctrica de los vehículos. Aunque por definición, un motor eléctrico aprovecha mucho mejor la energía que uno térmico, todavía se pueden conseguir mejores cifras de rendimiento.
Es por ello que Toyota ha comenzado este año las pruebas para el uso de unos nuevos semiconductores fabricados en carburo de silicio (SiC). Su empleo permitirá el aumento de la eficiencia de los vehículos híbridos, o en cualquier otro vehículo que utilice como sistema de propulsión la energía eléctrica.
Estos nuevos semiconductores han sido instalados en dos vehículos muy diferentes que serán los encargados de realizar las pruebas y servir como laboratorio de ensayo. Por un lado, un Toyota Camry híbrido y por otro, un autobús de pila de combustible que realiza recorridos regulares por la ciudad de Toyota.
Qué ventaja aportan los nuevos semiconductores de carburo de silicio
Antes de nada, lo primero es explicar dónde se encuentran ubicados los semiconductores de carburo de silicio. Y es que este nuevo material va emplazado en el interior de las unidades de control de potencia, también denominadas PCUs, y encargadas de controlar la potencia que tienen que suministrar los motores eléctricos de los vehículos eléctricos.
La labor de la PCU es controlar absolutamente todo el sistema eléctrico, es decir, desde cuánta electricidad pasa desde la batería a los motores durante su funcionamiento hasta cómo es la recuperación de energía en la fase de frenado.
Actualmente, se usan semiconductores de silicio que, comparados con los de carburo de silicio nuevos, tienen unas pérdidas eléctricas superiores al 20%. De esta forma, se consigue un incremento general de la eficiencia con el fin de aumentar las prestaciones del sistema de propulsión. Esto es debido a que los SiC generan menos resistencia al flujo de electricidad a través de ellos y, por lo tanto, tienen menos pérdidas de calor.
El Toyota Camry utilizado en las pruebas cuenta con semiconductores de carburo de silicio tanto en los transistores como en los diodos de la PCU interna que eleva la tensión, así como en el inversor que controla el motor. Comparando los datos que arroje su uso con los de silicio, Toyota será capaz de cuantificar cuál es exactamente la mejora total con su uso. En el caso del autobús, las pruebas se basan en la eficacia de los SiC en un vehículo de pila de combustible.
