混联式混合动力系统工作原理(丰田普锐斯THS)

混联式混合动力系统（普锐斯THS）THS系统组成THS中MG1、MG2电机如何驱动THS系统各工况工作模式及传动过程风向标廖扬一、THS系统组成THS系统组成MG1（主发电机）发动机差速器HV蓄电池变频器MG2（主动力电机）行星齿轮机构虚拟组成图：THS系统组成剖视图：THS系统组成发动机：项目1NZ-FXE(’04PRIUS)气缸数和排列4缸,直列气门机构16气门DOHC,链传动机构(带VVT-i)排量cm3(cu.in.)1497(91.3)缸径x行程mm(in.)75.0x84.7(2.95x3.33)压缩比13.0最大输出功率SAE-NET(-A,-K)57kW@5000rpm(76HP@5000rpm)EEC(-W,-Q)57kW@5000rpm最大扭矩SAE-NET(-A,-K)111N·m@4200rpm(82lb·ft@4200rpm)EEC(-W,-Q)115N·m@4200rpmTHS系统组成MG1发电机：MG1(AC500V)MG2(AC500V)项目MG1类型同步交流电机功能发电机,发动机的起动机额定电压VAC500最大输出功率kW(PS)/rpm37.8(51)/9500最大输出扭矩N·m(kgf·m)/rpm45(4.58)/0–6000最大扭矩时的电流Arms75最大转速转/分10,000rpm冷却系统水冷THS系统组成MG2电动机：项目MG2类型同步交流电机功能驱动车轮、回收发电额定电压VAC500最大输出功率kW(PS)/rpm50(68)/1200–1540最大输出扭矩N·m(kgf·m)/rpm400(40.8)/0-1200最大扭矩时的电流值Arms230最大转速转/分6,700rpm冷却系统水冷THS系统组成电机控制器：变频作用直流交流高电压变压作用直流201V升至直流500V直流-直流转换直流201V降至直流12VA/C变频器DCAC驱动THS系统组成HV电池组：1.2Vx6格x28块=201.6V1.2Vx6格x38块=273.6V容量：1.3KWh重量：53.3公斤THS系统组成HV电池组：无线门锁接收器电动车窗总开关J/C高压电池ECU偏摆率传感器(G传感器)电池ECU(LHD)EPSECU转向角传感器制动ECU发动机ECU(ECM)(LHD)电池ECU(RHD)J/C发动机ECU(ECM)(RHD)DLC3收发器钥匙ECU组合仪表ECU电源控制ECUA/CECU防盗ECU驻车锁止ECU智能ECU主车身ECU多功能显示器导航ECU音响单元扩音器网关ECU:BEAN:CAN:AVC-LAN:LocalCommunication二、THS中电机如何驱动电机如何驱动THS高压系统组成：HV蓄电池辅助电池空调压缩机空调变频器DC-DC转换器SMR1,2and3升压转换器MG1MG2混合驱动桥变频器档位传感器(换档,选择)加速踏板位置传感器车速传感器CAN发动机ECU(ECM)防滑控制ECU蓄电池ECUDLC3HVECU分解器型速度传感器(MG2)电机如何驱动THS高压DC/DC：MG1与MG2都为500Vac电压等级电机，而电池电压为201.6V，首先采用升压斩波Boost电路进行电压提升,Vout=Vin/(1-n)可变电压系统HV蓄电池ON变频器201V第一拍电机如何驱动THS高压DC/DC：MG1与MG2都为500Vac电压等级电机，而电池电压为201.6V，首先采用升压斩波Boost电路进行电压提升,Vout=Vin/(1-n)可变电压系统HV蓄电池288VON变频器可变电压系统HV蓄电池变频器201-500VdcOFF第二拍电机如何驱动THS低压DC/DC：辅助电源采用12V铅酸电池，用于常火及ON档。对辅助电池充电，THS采用降压斩波Buck电路进行降压，Vout=n*Vin可变电压系统HV蓄电池变频器ON第一拍电机如何驱动THS低压DC/DC：辅助电源采用12V铅酸电池，用于常火及ON档。对辅助电池充电，THS采用降压斩波Buck电路进行降压，Vout=n*Vin可变电压系统HV蓄电池变频器288-650VON可变电压系统HV蓄电池变频器OFF第二拍电机如何驱动THS低压DC/DC：辅助电源采用12V铅酸电池，用于常火及ON档。对辅助电池充电，THS采用降压斩波Buck电路进行降压，Vout=n*Vin可变电压系统HV蓄电池变频器ON第三拍12.9-13.8Vdc电机如何驱动三相全桥逆变：U相，Vac=Vdc*√2/2VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动三相全桥逆变：U相，定子线圈的极性和磁场强度是随时变化电机如何驱动三相全桥逆变：V相，Vac=Vdc*√2/2VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动三相全桥逆变：V相，定子线圈的极性和磁场强度是随时变化电机如何驱动三相全桥逆变：W相，Vac=Vdc*√2/2VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动三相全桥逆变：W相，定子线圈的极性和磁场强度是随时变化如果转子停在了这个位置，施加电流也不会给转子力量。THS电机为3绕组并联，且定子线圈和转子磁场的都分裂成很多极，所以“步幅”远比图示的小。电机如何驱动三相全桥逆变：W相，定子线圈的极性和磁场强度是随时变化如果转子停在了这个位置，施加电流也不会给转子力量。THS电机为3绕组并联，且定子线圈和转子磁场的都分裂成很多极，所以“步幅”远比图示的小。电机如何驱动IGON电动机运转GUUGVUactiveNot-active三相全桥逆变：门级驱动波形实测。当点火开关on,控制绝缘栅双极晶体管（IGBT）所需要的信号就要处于开启状态，以随时联系从分解器型转子位置传感器得到的信息。因为发电机停转，因此UW相之间没有相位差，当发动机运行时，信号相差120度，每一个晶体管对一旦被触发就旋转转子磁极。三、THS中各工况模式及传动过程THS中各工况模式及传动过程THS节能工作原理：电动机特性：扭矩大且低转速时功率输出高发动机特性：大功率输出出现在高转速区THS中各工况模式及传动过程THS节能工作原理THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动-发动机启动预热发动机启动时，电流流进MG2通过电磁力固定行星齿轮的齿圈，MG1作为启动机转动太阳轮，太阳轮带动行星架转动，与行星架连接的发动机曲轴转动，发动机启动。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动-发动机预热怠速时，电流流进MG2固定行星齿轮的齿圈，发动机带动行星架转动，行星架带动太阳轮转动，与太阳轮连接的MG1发电给电池充电。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动-车辆起步车辆起步时，发动机停转，行星架被固定。MG2驱动行星齿轮齿圈，推动车辆前进。此时，MG1处于空转状态。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动-大扭矩起步车辆起步时，如需要更多动力（驾驶员深踩油门或检测到负载过大），MG1转动启动发动机，由发动机和MG2共同驱动。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：低中速行驶THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：中高速行驶THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：全速或需要大扭矩时THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：全速或需要大扭矩时车辆起步时，如需要更多动力（驾驶员深踩油门或检测到负载过大），MG1转动启动发动机，由发动机和MG2共同驱动。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：减速/下坡时THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：减速/下坡时减速（B挡）时，MG2产生的电能供给MG1，MG1驱动发动机。此时发动机断油空转。MG1输出的动力成为发动机制动力。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：减速/下坡时倒车时，只使用MG2作为倒车动力。THS中各工况模式及传动过程THS工作模式：减速/下坡时倒车时，只使用MG2作为倒车动力。TheendThanks!