普锐斯混合动力系统分析

第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修1997年丰田公司首次推出PriusHV，采用THS（TOYOTAHYBRIDSYSTEM）和THS-Ⅱ的第一代和第二代PriusHEV是较为典型的代表，且已有多种变型产品。如在THS基础上增加无级变速器的THS-C系统、在THS-Ⅱ的基础上增加电气式四轮驱动系统的THS-Ⅱ+E-Four等。第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修§3-1丰田混合动力系统§3-2普锐斯混合动力系统主要部件§3-3普锐斯混合动力系统的维修第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修任务目标1.了解普锐斯混合动力系统的技术特点§3-1丰田混合动力系统2.掌握混合动力系统的组成3.掌握丰田混合动力系统工作原理4.熟悉丰田混合动力控制系统第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修丰田普锐斯混合汽车的技术特点是什么？其采用的混合动力系统的组成和工作原理是什么？丰田混合动力控制系统有哪些特点与功能？第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修任务分析要熟悉普锐斯混合动力汽车的技术特点，掌握丰田混合动力系统的组成、工作原理和混合动力控制系统，需以下几个步骤：1归纳总结普锐斯混合动力系统的技术特点3分析丰田混合动力系统的组成和工作原理2分析丰田混合动力控制系统第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修一、普锐斯混合动力汽车技术特点THS-Ⅱ组成简图1-减速器2-行星齿轮机构3-发动机4-MG1（发电机）5-HV（混合动力汽车）蓄电池6-变频器7-MG2（电动机）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修1.Atkinson循环发动机2.“线控（by-wire）”技术3.电控无级变速器4.电动牵引力控制第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修5.电子换挡杆电子换挡示意图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修6.电控制动系统（ECB）7.用户定制车身电器系统8.智能驻车辅助系统9.全电动空调系统第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修电动空调压缩机第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修10.蓝牙免提电话系统a)b)蓝牙电话与有线电话传输过程比较a)蓝牙电话b)有线电话第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修11.LED停车灯12.智能钥匙与启动系统a)b)c)智能钥匙的“遥控作用”a)打开或关闭车门b)启动汽车c)开启尾门第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修13.坡道起步辅助控制14.增强型车辆稳定控制系统（VSC+）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修二、丰田混合动力系统的组成丰田混合动力系统主要部件的位置（1）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修丰田混合动力系统主要部件的位置（2）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修1.HV（混合动力汽车）变速驱动桥MG1和MG21-MG12-MG2第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修2.HV蓄电池HV蓄电池第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修3.变频器总成变频器总成第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（1）作用及组成变频器总成用于将高压直流电（HV蓄电池）转换为交流电（发电机MG1和电动机MG2）；反之亦可，将交流电（AC）转换为直流电（DC）。其组成部件包括增压转换器、DC/DC转换器和空调变频器。第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（2）变频器总成的工作原理变频器电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修①增压转换器增压转换器电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修②DC／DC转换器DC/DC转换器电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修③空调变频器空调变频器电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修变频器、发电机（MGl）和电动机（MG2）的冷却系统④发电机（MGl）和电动机（MG2）冷却系统第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修4.HVECU5.发动机ECU6.蓄电池ECU7.制动防滑控制ECU第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修8.加速踏板位置传感器传感器位置1-霍尔IC2-磁轭3-加速踏板臂第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修加速踏板位置传感器电路图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修9.挡位传感器10.SMR（系统主继电器）11.互锁开关（用于变频器盖和检修塞）12.断路器传感器13.检修塞第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修14.电线高压电线1-接线盒2-变频器3-空调压缩机4-穿过中央地板的部分5-备用蓄电池6-HV蓄电池7-电线电压(+)8-电线电压（-）9-DC12V(+)第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修三、丰田混合动力系统工作原理1.工作状态（1）HV蓄电池向电动机(MG2)供电，以驱动车辆蓄电池供电第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（2）发动机通过行星齿轮机构驱动车辆时，发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋转，为电动机/发电机提供电能发动机驱动车轮第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（3）发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋转，为HV蓄电池充电发动机发电第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（4）车辆减速时，车轮的动能被回收并转化为电能，并通过电动机/发电机为HV蓄电池再次充电车轮的动能回收第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修2.工作原理车辆行驶状况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮组与发动机、MG1和MG2连接关系1-驱动链2-发动机3-MG14-太阳轮5-环齿圈6-MG27-行星架第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修普锐斯用的行星齿轮机组第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（1）准备启动状态准备启动状态第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（1）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修启动后蓄电池充电第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（2）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（2）起步工况起步工况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（3）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修汽车起步后发动机起动第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（4）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修发动机驱动发电机第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（5）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（3）发动机微加速工况发动机微加速工况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（6）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（4）低栽荷巡航工况低载荷巡航工况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（7）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（5）节气门全开加速工况节气门全开加速工况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（8）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（6）减速工况①“D”挡减速“D”挡减速行驶第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（9）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修②“B”挡减速行驶“B”挡减速行驶第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（10）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（7）倒车工况①车辆倒车倒车工况第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（11）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修②起动发动机启动发动机第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（12）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修发动机驱动发电机第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构模拟杠杆图（13）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修四、丰田混合动力控制系统1.混合动力汽车控制系统的组成HV控制系统的组成第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修a)b)THS控制系统的组成框图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修2.混合动力汽车控制系统主要功能（1）HVECU控制HVECU控制原理第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修HVECU结构图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修2.混合动力汽车控制系统主要功能（1）HVECU控制①系统监视控制功能②关闭控制功能③上坡辅助控制功能④电动机牵引力控制功能第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修⑤雪地起步时驱动轮转速控制功能雪地起步时驱动轮转速状态第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修行星齿轮机构运动关系a)行星齿轮机构示意图b)驱动轮抓地力c)驱动轮打滑第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修电动机牵引力示意图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修⑥系统主继电器(SMR)控制功能系统主继电器第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修电源打开第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修电源关闭第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（2）发动机ECU控制发动机ECU控制框图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（3）变频器控制变频器控制示意a)增压转换功能b)降压转换功能c)电气供电功能第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（4）制动防滑控制ECU控制①再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于VSC+系统）；②实际再生制动控制数值；液压制动控制请求（用于下坡辅助控制）；③仅用于带VSC+系统的制动防滑控制图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（5）蓄电池ECU控制蓄电池ECU控制原理框图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修①HV蓄电池状态监视控制②SOC控制SOC控制第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修③冷却风扇控制冷却风扇控制框图第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（6）汽车碰撞控制汽车碰撞控制原理第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修（7）纯电动机驱动模式控（8）指示灯和警告灯（9）自诊断功能（10）安全保护纯电动驱动模式控制第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修任务目标1.掌握普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理2.掌握普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的结构组成、性能特点§3-2普锐斯混合动力系统主要部件3.熟悉普锐斯混合动力汽车的底盘第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修丰田普锐斯混合动力系统的主要组件的结构和工作原理是什么？第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修任务分析要掌握普锐斯混合动力系统主要组件的结构和工作原理，需要以下步骤：分析普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理分析普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的结构组成、性能特点分析普锐斯混合动力汽车的底盘132第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修一、普锐斯混合动力汽车的蓄电池蓄电池主组件位置1-检修塞2-SMR13-SMR24-SMR35-电流传感器6-前母线模块7-后母线模块8-HV蓄电池模块9-蓄电池ECU第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修拆下检修塞1-检修塞1.检修塞第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修HV蓄电池冷却系统（1）1-排气2-冷却风扇3-进气2.HV蓄电池冷却系统第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修HV蓄电池冷却系统（2）第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修HV镍-氢电池的位置1-镍-氢电池组3.HV镍-氢电池第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修蓄电池ECU的位置1-蓄电池ECU4.蓄电池ECU第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修系统主继电器(SMR)5.荷电状态(SOC)6.系统主继电器(SMR)第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修辅助蓄电池7.辅助蓄电池第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修二、普锐斯混合动力汽车电动机/发电机丰田普锐斯混合动力汽车动力传动系统有两个电动机/发电机：MG1和MG2。1.电动机/发电机MGl的作用2.电动机/发电机MG2的作用第三章丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修3.MG2的输出功率特性和输出转矩特性电动机/发电机MG1、MG2MG1MG2第三代第二代第三