49521電動汽車結(jié)構(gòu)原理與故障診斷陳黎明汽車維修學(xué)習(xí)課件電動汽車

第一節(jié)HTS混合動力組成及運(yùn)行模式,第六章豐田車系混合動力汽車原理與維修,一、豐田混合動力汽車簡介,Prius的歷史,1997.10,NHW10,日本國內(nèi),28.0km/L3,57l/100km,2000.8,2003.8,29.0km/L3.45l/100km,35.5km/L2.8l/100km,NHW11,南美.,歐洲,澳洲,等.,NHW20,其它國家,一、豐田混合動力汽車簡介,混和動力車系列,1997,2006,2003,2005,2001,Prius(NHW10),Estima,Alphard,Prius(NHW20),RX400h,Highlander,CamryHV,1997,2006,2003,2005,2001,Crown,GS450h,一、豐田混合動力汽車簡介,混和動力車系列,Prius(NHW20),CamryHV,至2016,LevinHV,CorollaHV,一、豐田混合動力汽車簡介,Toyota&Lexus銷售數(shù)據(jù),2004HV銷售量:世界總銷售量:18萬占全部銷售量:2.7%2005HV銷售量:世界總銷售量:30萬占全部銷售量:4.1%2009HV銷售量:世界總銷售量:100萬占全部銷售量:10%2013年3月底累計達(dá)到512.6萬2014年9月底累計達(dá)到700萬2015年7月底累計達(dá)到800萬,一、豐田混合動力汽車簡介,概念,更高的動力性,更好的燃油經(jīng)濟(jì)性,一、豐田混合動力汽車簡介,加速性和燃油經(jīng)濟(jì)性,1015工況范圍內(nèi)的燃油經(jīng)濟(jì)性(km/L),0100km/h加速時間(秒.),更好的燃油經(jīng)濟(jì)性,更好的加速性,10,20,30,40,14,12,10,Prius,Camry(2.4L),Yaris(1.5L),HondaCivicHV,16,一、豐田混合動力汽車簡介,混和動力汽車更具燃油經(jīng)濟(jì)性的原因,HV電池,能量,-,+,停止,開始行駛,全加速,正常行駛,制動,行駛動力,提供能量儲存,制動能量回收,發(fā)動機(jī)輸出動力,動力不足時補(bǔ)充,二、豐田混合動力特性,1、兩種動力組合的傳動系統(tǒng),行駛阻力,最大車速,最大巡航車速,驅(qū)動力,車速,發(fā)動機(jī)+電動機(jī),+HV電池供電,EV模式駕駛,加速,全加速,二、豐田混合動力特性,豐田混和動力系統(tǒng)的動力輸出發(fā)動機(jī)1.5升汽油發(fā)動機(jī)驅(qū)動橋內(nèi)含500V交流電動機(jī),二、豐田混合動力特性,行駛方式車輛可由汽油機(jī)來驅(qū)動，而無需對車輛進(jìn)行充電。如果車輛電池的電量消耗，發(fā)動機(jī)會驅(qū)動發(fā)電機(jī)，對電池充電,二、豐田混合動力特性,豐田混合動力系統(tǒng)是一種使用兩種動力組合的傳動系統(tǒng)，其中包括發(fā)動機(jī)動力和電動機(jī)動力：發(fā)動機(jī)采用為應(yīng)用混合動力系統(tǒng)而研發(fā)的1NZ-FXE1.5L汽油發(fā)動機(jī)；驅(qū)動橋內(nèi)含500V交流電動機(jī)。根據(jù)車輛行駛狀況巧妙使用這兩種動力是該系統(tǒng)的特點(diǎn)，在盡可能地發(fā)揮每種動力各自功效的同時，使它們互為補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，混合動力的工作模式如圖6-1所示。,二、豐田混合動力特性,油電混合動力能夠高效地利用能源，并利用減速、制動和下坡時的能量對電池進(jìn)行充電，而且混合動力車輛產(chǎn)生較小的噪聲。,二、豐田混合動力特性,行駛方法車輛只有在“READY”燈點(diǎn)亮?xí)r，才可行駛為了改善燃油經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)車輛停止時，發(fā)動機(jī)停機(jī)車輛起動后，發(fā)動機(jī)的起動由系統(tǒng)自動控制,二、豐田混合動力特性,EV模式是電動機(jī)驅(qū)動行駛模式，通過按下EV開關(guān)按鍵，實(shí)現(xiàn)模式的切換。EV模式開關(guān)鍵位置如圖6-2所示。EV工作模式燈點(diǎn)亮如圖6-3所示。,二、豐田混合動力特性,EV模式取消條件：,二、豐田混合動力特性,1、兩種動力組合的傳動系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是在同一個系統(tǒng)中，同時使用了并聯(lián)和串聯(lián)系統(tǒng),二、豐田混合動力特性,串聯(lián)混合動力系統(tǒng)在這個系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)，由電動機(jī)驅(qū)動車輪,二、豐田混合動力特性,并聯(lián)混合動力系統(tǒng)車輪由發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動,二、豐田混合動力特性,2、高壓電源系統(tǒng)在新款PriusTHS-中，變頻器總成中增加了增壓轉(zhuǎn)換器。增壓轉(zhuǎn)換器使THS一能為MG1和MG2提供最高為500V的電源電壓(舊款Prius的THS只能提供最大為273.6V的電壓)，如圖所示。,二、豐田混合動力特性,3、混合動力變速驅(qū)動橋根據(jù)車輛的行駛狀況新系統(tǒng)高效率地綜合使用兩種動力，即發(fā)動機(jī)和MG2，其中發(fā)動機(jī)提供主要動力。發(fā)動機(jī)的動力分為兩部分，即由混合動力變速驅(qū)動橋中行星齒輪組供給車輪的動力和提供作為發(fā)電機(jī)的MG1的動力?；旌蟿恿ψ兯衮?qū)動橋包括MG1、MG2和行星齒輪，并且在這些組件的配合下，通過無級變速使車輛平穩(wěn)地行駛。,二、豐田混合動力特性,3、混合動力變速驅(qū)動橋發(fā)動機(jī)、MG1和MG2通過行星齒輪組等機(jī)構(gòu)有機(jī)相連。MG2和差速器齒輪（用于驅(qū)動輪）通過傳動鏈和齒輪等機(jī)構(gòu)相連，混合動力變速驅(qū)動橋工作示意如圖所示。,二、豐田混合動力特性,4、無離合器系統(tǒng)無離合器系統(tǒng)通過齒輪和鏈的機(jī)構(gòu)有機(jī)連接前輪和MG2。車輛處于空擋狀態(tài)時，擋位傳感器輸出N擋信號關(guān)閉變頻器（連接MG1和MG2）中的所有功率晶體管，MG1和MG2關(guān)閉，車輪的動力為零，最終達(dá)到切斷動力的目的。在這種狀態(tài)下，即使MG1由發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，車輛中也無電能產(chǎn)生，因?yàn)镸G1和MG2處于消極工作狀態(tài)。因此，車輛處于N擋時，HV蓄電池的SOC（充電狀態(tài)）下降。,二、豐田混合動力特性,無離合器系統(tǒng)有以下幾種工作模式，最大限度地適應(yīng)車輛的行駛狀況。4、無離合器系統(tǒng)（1）MG2接受來自HV蓄電池的電能以驅(qū)動車輛，如圖。,二、豐田混合動力特性,4、無離合器系統(tǒng)（2）發(fā)動機(jī)通過行星齒輪驅(qū)動車輛時，由發(fā)動機(jī)通過行星齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，為MG2提供電能，工作模式如圖所示。,二、豐田混合動力特性,4、無離合器系統(tǒng)（3）MG1由發(fā)動機(jī)通過行星齒輪帶動旋轉(zhuǎn)為HV蓄電池充電，如圖所示。,二、豐田混合動力特性,4、無離合器系統(tǒng)（4）車輛減速時，車輪的動能被回收并轉(zhuǎn)化為電能，并通過MG2為HV蓄電池再次充電，動能回收模式如圖2-1-15所示。,二、豐田混合動力特性,4、無離合器系統(tǒng)HVECU根據(jù)車輛行駛狀況在以上模式間轉(zhuǎn)換，HV蓄電池的充電狀態(tài)較低時，發(fā)動機(jī)帶動MG1為HV蓄電池充電。與傳統(tǒng)汽油發(fā)動機(jī)車輛相比，系統(tǒng)具有更高的燃油經(jīng)濟(jì)性及低尾氣排放量的特性。,二、豐田混合動力特性,5、再生制動再生制動功能在車輛減速或制動時將MG2作為發(fā)電機(jī)工作，并將電能儲存到HV蓄電池中。同時又利用MG2在發(fā)電時產(chǎn)生的工作力作為制動力。6、電子換擋桿技術(shù)與舊款Prius相同，THS一系統(tǒng)繼續(xù)采用電子通信變速系統(tǒng)。這是一種無連桿型技術(shù)，使用換擋拉索，即電子換擋桿。,二、豐田混合動力特性,如下圖所示，變速器換擋總成中的擋位傳感器擋位并將相應(yīng)的信號發(fā)送到HVECU。接到信號后，HVECU通過對發(fā)動機(jī)、MG1、MG2進(jìn)行整體控制使車輛完成各自換擋(R、N、D和B)。駕駛員按下變速器換擋總成頂部的駐車車開關(guān)時，P擋控制激活混合動力變速驅(qū)動橋中的換擋控制執(zhí)行器，機(jī)械地鎖止中間軸從動齒輪進(jìn)而實(shí)現(xiàn)駐車鎖止。,二、豐田混合動力特性,6、電子換擋桿技術(shù),二、豐田混合動力特性,7、加速踏板位置傳感器技術(shù)與舊款Prius相同，新款Prius繼續(xù)采用ETCS一i(智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng))。這是個無連桿系統(tǒng)，不使用加速踏板拉索。系統(tǒng)使用加速踏板位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感測加速板位置和節(jié)氣門位置。如圖所示，HVECU根據(jù)加速踏板