混合動(dòng)力車輛結(jié)構(gòu)與原理

1、THS II 組件組件THS II 主要組件HV電池帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成 增壓轉(zhuǎn)換器 逆變器 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輔助電池發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋 發(fā)電機(jī)(MG1) 馬達(dá)(MG2)高電壓線束帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶逆變器)THS II THS II 主要組件由：主要組件由：HV電池、輔助電池、高電壓線束、動(dòng)力管理控制ECU、混合動(dòng)力傳動(dòng)橋、帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成、帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成、發(fā)動(dòng)機(jī)等組成。 豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)-II (THS-II) 對(duì)大功率的 3AZ-FXE 發(fā)動(dòng)機(jī)以及 P311 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋中的高轉(zhuǎn)速、大功率馬達(dá)發(fā)電機(jī)（MG1 和 MG2）執(zhí)行最佳的協(xié)同控制

2、。為前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供了良好的傳動(dòng)性能。 此外，其采用了由公稱電壓為直流 244.8 V 的大功率 HV 蓄電池總成和可將系統(tǒng)工作電壓升至最高電壓（直流 650 V）的增壓轉(zhuǎn)換器組成的變壓系統(tǒng)。組件組件THS II 主要組件 系統(tǒng)圖HV電池電池帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成輔助電池輔助電池發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶逆變器帶逆變器)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)(MG1)馬達(dá)馬達(dá)(MG2)ECM 逆變器DC/DC 轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器: 高電壓線束THS II 主要組件，通過高壓線束連接構(gòu)成的控制電路系統(tǒng)圖；電源電纜是高壓

3、、大電流的電纜，連接 HV 蓄電池與帶轉(zhuǎn)換器的逆變器、逆變器與 MG1 和 MG2、以及逆變 器與電動(dòng)逆變器壓縮機(jī)。電源電纜從位于后排座椅后面的 HV 蓄電池的 HV 接線盒總成的連接器 開始。該電源電纜穿過地板下方，沿著地板加強(qiáng)件側(cè)，延伸到發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)，與逆變器連接。電源 電纜被屏蔽，以減少電磁干擾。 高電壓線束高電壓線束概要 高電壓線束承受高電壓，高電流高電壓線束高電壓線束網(wǎng)狀屏蔽線護(hù)套高電壓線束：主要承受高電壓、高電流的導(dǎo)通輸出和安全保護(hù)功能。本圖所指示的是高壓電束在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的安裝位置；高電壓線束結(jié)構(gòu)由：線束和護(hù)套、網(wǎng)狀屏蔽線組成；保證高電壓、高電流的輸出導(dǎo)通安全。高電壓線束高電壓線束系

4、統(tǒng)圖HV電池電池增壓轉(zhuǎn)換器MG1變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG2變頻器輔助電池輔助電池帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶帶變頻器變頻器)Max. DC 650 VDC 244.8 VDC 14 V混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋ACACDC-DC 轉(zhuǎn)換器 For 輔助電池DC 244.8 V高電壓線束與組件連接構(gòu)成的系統(tǒng)圖；見圖示，HV電池通過高壓線束連接的組件傳輸功能是：HV電池由高壓線束輸送DC 244.8 VDC 244.8 V供給帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成；進(jìn)行三路電壓輸送：1路由增壓轉(zhuǎn)換器，將DC 244.8 VDC 244.8 V增壓為DC 650 VDC 650

5、V提供給變頻器，變頻AC電壓，再輸送AC電壓，給混合動(dòng)力傳動(dòng)橋中的MG1和MG2馬達(dá)完成驅(qū)動(dòng)功能。2路由DC-DC 轉(zhuǎn)換器將高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)镈C14VDC14V低壓電輸送給輔助電池進(jìn)行充電。3路由HV電池將DC 244.8 VDC 244.8 V電壓提供給帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成，完成驅(qū)動(dòng)功能。高電壓線束高電壓線束位置帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成HV電池混合動(dòng)力傳動(dòng)橋 (MG1, MG2)高電壓線束本圖表示，高電壓線束從HV電池至前置安裝的組件連接示例?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋概要 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋主要由下列組件構(gòu)成G2M動(dòng)力分配行星齒輪油泵(機(jī)械型)MG1主減速從動(dòng)齒輪中間軸齒輪差速器小齒

6、輪傳動(dòng)橋減震器主減速驅(qū)動(dòng)齒輪馬達(dá)減速行星齒輪P410 混合動(dòng)力混合動(dòng)力傳動(dòng)橋傳動(dòng)橋組合齒輪單元該混合動(dòng)力傳動(dòng)橋包含用來驅(qū)動(dòng)車輛的馬達(dá)發(fā)電機(jī) MG2 和用來生成電源的馬達(dá)發(fā)電機(jī) MG1，采用帶復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)（由馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)和動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)組成）的 無級(jí)變速器，以獲得平穩(wěn)和安靜的操作。來自發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪減速器差速器齒輪至車輪MG2中間軸從動(dòng)齒輪混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)原理該傳動(dòng)橋?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)和 MG2 產(chǎn)生的原動(dòng)力經(jīng)過減速齒輪傳輸?shù)綇?fù)合齒輪機(jī)構(gòu)的中間軸主動(dòng)齒輪、中 間軸從動(dòng)齒輪、減速主動(dòng)齒輪，然后傳輸?shù)讲钏倨鼾X輪機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)前輪。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋

7、齒輪傳動(dòng)鏈發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)橋減震器傳動(dòng)橋減震器MG1差速器小齒輪差速器小齒輪主減速從動(dòng)齒輪主減速從動(dòng)齒輪中間軸齒輪中間軸齒輪MG2油泵油泵馬達(dá)減速馬達(dá)減速行星齒輪行星齒輪組合齒輪單元組合齒輪單元?jiǎng)恿Ψ峙鋭?dòng)力分配行星齒輪行星齒輪本圖所表示傳動(dòng)橋基本結(jié)構(gòu)?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋主要由 MG1 和 MG2、復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)（含有馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)和動(dòng)力分 配行星齒輪機(jī)構(gòu)）、中間軸齒輪機(jī)構(gòu)以及差速器齒輪機(jī)構(gòu)組成。 該傳動(dòng)橋具有三軸結(jié)構(gòu)。復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)（含有馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)和動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)）、 MG1 和 MG2 位于主軸上。中間軸從動(dòng)齒輪和減速主動(dòng)齒輪位于第二軸上。差速器齒圈和差速 器齒輪機(jī)構(gòu)位于第三軸

8、上。復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力分配，由行星齒輪來完成四種方式傳輸原動(dòng)力?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋復(fù)合齒輪單元 結(jié)構(gòu)駐車鎖止齒輪齒圈(馬達(dá)減速行星齒輪)齒圈(動(dòng)力分配行星齒輪)中間軸齒輪 組合齒輪單元組合齒輪單元 動(dòng)力分配行星齒輪動(dòng)力分配行星齒輪 單元單元中間軸齒輪中間軸齒輪 ( (組合齒輪組合齒輪) )馬達(dá)減速行星齒輪馬達(dá)減速行星齒輪 單元單元?jiǎng)恿鲃?dòng)橋動(dòng)力傳動(dòng)橋圖中所表示的是復(fù)合齒輪結(jié)構(gòu)的安裝位置。其中在馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)中，太陽齒輪與 MG2 的輸出軸耦合在一起，且行星齒輪架固定。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋復(fù)合齒輪單元 齒輪傳動(dòng)鏈MG1MG2發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)到前輪到前輪動(dòng)力分配裝置動(dòng)力分配裝

9、置 太陽輪: MG1 行星齒輪架: 發(fā)動(dòng)機(jī) 齒圈: 組合齒輪 (到車輪)馬達(dá)減速裝置馬達(dá)減速裝置 太陽輪: MG2 行星齒輪架: 固定 后齒輪: 組合齒輪 (到車輪)復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)由馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu)和動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。馬達(dá)減速行星齒輪機(jī)構(gòu) （其目的是減小馬達(dá)的轉(zhuǎn)速）用來使高轉(zhuǎn)速、大功率的 MG2 與動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最佳 結(jié)合。動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力分成二路：一路用來驅(qū)動(dòng)車輪，另一路用來驅(qū)動(dòng) MG1，因此，MG1 可作為發(fā)電機(jī)使用。 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋車輛行駛基本操作混合動(dòng)力車輛控制系統(tǒng)使用發(fā)動(dòng)機(jī)和 MG2 提供的原動(dòng)力，并主要將 MG1 作為發(fā)電機(jī)使用

10、。該系統(tǒng)根據(jù) 不同的駕駛條件優(yōu)化組合這些動(dòng)力。見下例圖演示?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋著車起步車輛在正常情況下起步時(shí)使用 MG2 的原動(dòng)力行駛。由 MG2 為車輛提供動(dòng)力。僅以 MG2 行駛時(shí)，如果所需驅(qū)動(dòng)扭矩增加，則激活MG1 以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋低負(fù)荷車輛在低負(fù)荷行駛時(shí)，僅由 MG2 為車輛提供動(dòng)力，這時(shí)所需驅(qū)動(dòng)扭矩增加，則激活MG1 以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋加速車輛在低負(fù)載和定速巡航狀態(tài)下行駛時(shí)，動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)原動(dòng)力。一部分原 動(dòng)力將直接輸出，其余部分將用于通過 MG1 發(fā)電。通過使用逆變器的電力路徑，將該電力傳輸 至 MG2，并

11、作為 MG2 的原動(dòng)力輸出。 車輛行駛狀態(tài)從低負(fù)載巡航變?yōu)楣?jié)氣門全開加速時(shí)，系統(tǒng)用來自 HV 蓄電池的電力為 MG2 補(bǔ)充原動(dòng)力。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋D檔域減速車輛在換檔桿置于 D 位置的狀態(tài)下減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止且原動(dòng)力變?yōu)榱恪４藭r(shí)，車輪驅(qū)動(dòng) MG2，使 MG2 作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行并對(duì) HV 蓄電池充電。如果車輛在較高車速時(shí)減速，則發(fā)動(dòng)機(jī)將 不停止且保持預(yù)定轉(zhuǎn)速，以保護(hù)行星齒輪。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋B檔域減速車輛在換檔桿置于 B 位置的狀態(tài)下減速或制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止且原動(dòng)力變?yōu)榱恪４藭r(shí)，車輪驅(qū)動(dòng) MG2，再生制動(dòng)功能使 MG2 作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將電能存儲(chǔ)到 HV 蓄電池內(nèi)?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力

12、傳動(dòng)橋倒車 車輛倒檔行駛時(shí)，由 MG2 提供所需動(dòng)力。此時(shí)，MG2 沿相反方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)保持停止，而MG1 則沿正常方向旋轉(zhuǎn)但不發(fā)電?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋馬達(dá)減速行星齒輪單元 降低MG2轉(zhuǎn)速并增加扭矩減速比減速比: 2.64扭矩扭矩車速車速?zèng)]有減速機(jī)構(gòu)有減速機(jī)構(gòu)本圖表示位于復(fù)合齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)的馬達(dá)減速行星齒輪架是固定的。由太陽齒輪輸入的 MG2 原動(dòng)力被輸出到齒 圈上以驅(qū)動(dòng)車輪。因此，馬達(dá)減速行星齒輪可以根據(jù)固定傳動(dòng)比降低 MG2 的轉(zhuǎn)速，增大扭矩。曲線圖中表示沒有減速機(jī)構(gòu)和有減速機(jī)構(gòu)的兩種車速與扭矩關(guān)系坐標(biāo)曲線?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋 MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) 結(jié)構(gòu)MG1MG2轉(zhuǎn)子定

13、子定子線圈永久磁鐵轉(zhuǎn)子定子定子線圈永久磁鐵本圖表示MG(馬達(dá)發(fā)電機(jī))基本結(jié)構(gòu)與布置。兩種類型的定子線圈，為輕型和高效的交流永久磁鐵同步馬達(dá)。MG1 發(fā)電機(jī) ： 由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并產(chǎn)生高壓電，以運(yùn)行 MG2 和 / 或?qū)?HV 蓄電池充電。而且，它還可作為起動(dòng)機(jī)來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 MG1 運(yùn)行從而使動(dòng)力分配行星齒輪機(jī)構(gòu)的 傳動(dòng)比與車輛駕駛條件最優(yōu)匹配。MG2 馬達(dá) ： 由來自 MG1 和 / 或 HV 蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)， 產(chǎn)生前輪原動(dòng)力。 制動(dòng)過程中，或未踩下加速踏板時(shí)，它將產(chǎn) 生電力對(duì) HV 蓄電池再充電（再生制動(dòng)）。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) 輸出特性 在轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生最大

14、扭矩扭矩扭矩輸出輸出馬達(dá)轉(zhuǎn)速+本圖表示馬達(dá)發(fā)電機(jī)輸出特性曲線：是在轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的最大扭矩和輸出功率?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) MG 包括定子線圈, 永久磁鐵永久磁鐵(轉(zhuǎn)子)定子線圈MG(馬達(dá)發(fā)電機(jī))由定子線圈和永久磁鐵(轉(zhuǎn)子)組成。 三相交流電經(jīng)過定子線圈的三相繞組時(shí)，馬達(dá)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通過根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速 控制該旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子中的永久磁鐵受到旋轉(zhuǎn)磁場的吸引而產(chǎn)生扭矩。產(chǎn)生的扭矩與電流大小大 致成比例，且轉(zhuǎn)速由交流電的頻率控制。此外，通過適當(dāng)控制旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁鐵角度，可以有 效地產(chǎn)生大扭矩和高轉(zhuǎn)速。 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) M

15、G 通過3相交流電旋轉(zhuǎn) 馬達(dá)發(fā)電機(jī)中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在定子線圈內(nèi)產(chǎn)生電流。由三相交流電輸出波形表示。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) 定子線圈的極性和磁性時(shí)刻變化下例圖，是馬達(dá)發(fā)電機(jī)功能原理演示圖，表示在三相交流電經(jīng)過定子線圈的三相繞組時(shí)，馬達(dá)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速 控制該旋轉(zhuǎn)磁場，定子線圈產(chǎn)生極性和磁性時(shí)刻變化和永久磁鐵轉(zhuǎn)子因?yàn)槎ㄗ泳€圈的吸引和排斥旋轉(zhuǎn)過程；由三相交流電輸出波形表示。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) 永久磁鐵轉(zhuǎn)子因?yàn)槎ㄗ泳€圈的吸引和排斥旋轉(zhuǎn)此圖為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速 控制該旋轉(zhuǎn)磁場，定子線圈產(chǎn)生極性和磁性時(shí)刻變化和永久磁鐵轉(zhuǎn)

16、子因?yàn)槎ㄗ泳€圈的吸引和排斥旋轉(zhuǎn)過程。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī)) 馬達(dá)轉(zhuǎn)速和扭矩馬達(dá)馬達(dá)扭矩扭矩由電流大小控制由電流大小控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速由電流頻率控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速由電流頻率控制低扭矩低扭矩高扭矩高扭矩低速低速高速高速本圖表示馬達(dá)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的控制原理。馬達(dá)扭矩由電流大小控制，見波形圖中高扭矩和低扭矩時(shí)的三相交流電輸出波形變化。馬達(dá)轉(zhuǎn)速由電流頻率控制，見波形圖中高速和低速時(shí)的三相交流電輸出波形變化?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋傳動(dòng)橋減震器 當(dāng)傳輸較大動(dòng)能時(shí)能減輕振動(dòng)傳動(dòng)橋減震器傳動(dòng)橋減

17、震器本圖表示減震器的安裝位置與結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)橋減震器包含具有低扭轉(zhuǎn)特性的 4 個(gè)螺旋彈簧，用來吸收發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。此外， 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)吸收機(jī)構(gòu)采用干式、單盤摩擦材料。通過使用這些零件，減震器結(jié)構(gòu)能夠很好地吸收發(fā) 動(dòng)機(jī)原動(dòng)力的振動(dòng)。 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋油泵 2種類型油泵種類型油泵 機(jī)械油泵機(jī)械油泵 電子油泵電子油泵(GS450h和LS600h)機(jī)械油泵電子油泵電子油泵P410 PRIUS (ZVW30)L110L LS600h本圖表示兩種驅(qū)動(dòng)橋潤滑系統(tǒng)，所使用的潤滑油泵，其中前驅(qū)動(dòng)橋采用機(jī)械油泵；后驅(qū)動(dòng)橋采用機(jī)械泵和電子泵協(xié)同供油潤滑。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋機(jī)械油泵 發(fā)動(dòng)機(jī)通過主

18、軸驅(qū)動(dòng)油泵以潤滑齒輪機(jī)械油泵機(jī)械油泵油泵主動(dòng)齒輪油泵從動(dòng)齒輪油泵蓋油泵轉(zhuǎn)子軸發(fā)動(dòng)機(jī)本圖表示機(jī)械油泵的基來結(jié)構(gòu)和安裝位置。P311 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋通過設(shè)在主軸上的余擺線型機(jī)油泵來潤滑。該潤滑系統(tǒng)有一個(gè)風(fēng)冷型機(jī)油冷卻 器總成。 .此外，P311 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋還利用減速齒輪，通過集油箱采取擋油圈式的潤滑方式。該結(jié)構(gòu)減小 了機(jī)油泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而減少了驅(qū)動(dòng)損失。 . 集油箱暫時(shí)存儲(chǔ)被拋擲的油液，并向齒輪系的不同部位供油。集油箱內(nèi)設(shè)有油孔，可有效地向 MG1 和 MG2 提供油液。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器 結(jié)合或脫開傳動(dòng)橋駐車鎖止機(jī)械機(jī)構(gòu)駐車鎖止執(zhí)行器駐車鎖止機(jī)械機(jī)構(gòu)組合齒輪 駐車鎖

19、止齒輪.復(fù)合齒輪采用機(jī)械駐車鎖止機(jī)構(gòu)。駐車鎖爪和駐車檔齒輪接合后，與復(fù)合齒輪整合在一起，用來 鎖止車輛的移動(dòng)。 .駕駛員將換檔桿移至 P 位置時(shí)，換檔桿拉索使 1 號(hào)桿旋轉(zhuǎn)。1 號(hào)桿的旋轉(zhuǎn)使駐車鎖桿滑動(dòng)并將駐 車鎖爪往上推。這樣，駐車鎖爪便鎖止了駐車檔齒輪。 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器 變速器控制ECU控制駐車鎖止執(zhí)行器鎖止/解鎖 請求駐車鎖止執(zhí)行器動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)控制位置“P”或“非P”P位置開關(guān)換擋桿位置傳感器混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止機(jī)械機(jī)構(gòu)變速器控制ECU. 換檔鎖止系統(tǒng)主要包括換檔鎖止換檔鎖止 ECU ECU、換檔鎖止電、換檔鎖止電磁閥和換檔鎖止超控按鈕

20、。磁閥和換檔鎖止超控按鈕。 . 換檔鎖止電磁閥具有內(nèi)置 P 檔檢測開關(guān)。. 換檔鎖止機(jī)構(gòu)將禁止換檔桿切換至 P 位置以外的任 何位置。該機(jī)構(gòu)有助于防止無意的加速操作。工作情況工作情況：. 換檔鎖止 ECU 使用 P 檔檢測開關(guān)檢測換檔桿位置，并接收剎車燈開關(guān)和主車身 ECU（儀表板接 線盒總成）的輸入信號(hào)。接收到這些信號(hào)后，換檔鎖止 ECU 立即接通換檔鎖止電磁閥以解除換檔 鎖止。.采用換檔鎖止超控按扭，可以手動(dòng)超控?fù)Q檔鎖止機(jī)構(gòu)。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器 磁阻馬達(dá) 不使用碳刷和磁鐵減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)換檔控制馬換檔控制馬達(dá)達(dá)旋轉(zhuǎn)角度傳感器旋轉(zhuǎn)角度傳感器(Hall IC)(Hall

21、 IC)磁鐵磁鐵輸出輸出軸軸線圈線圈定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子W 相V 相U 相 磁阻馬達(dá)磁阻馬達(dá) 駐車鎖止執(zhí)行器駐車鎖止執(zhí)行器本圖紅虛線表示駐車鎖止執(zhí)行器中磁阻馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)。其中磁阻馬達(dá)由三相定子繞組和轉(zhuǎn)子組成驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器 控制磁阻馬達(dá) 磁性引力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電磁鐵UUUUVVVVWWWWUUUUVVVVWWWW: 電流流向UUUUVVVVWWWW磁性引力本圖表示的是磁阻馬達(dá)驅(qū)動(dòng)原理。磁阻馬達(dá)由三相四組定子線圈和八凸輪轉(zhuǎn)子組成圓周旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；通過電流在線圈中的流動(dòng)，形成定子線圈產(chǎn)生的磁性引力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如圖1表示定子凸輪與W-W-W-W線圈相應(yīng)位置時(shí)產(chǎn)生的磁性引力。圖2表示定

22、子凸輪與V-V-V-V線圈相應(yīng)位置時(shí)產(chǎn)生的磁性引力。圖3表示定子凸輪與U-U-U-U線圈相應(yīng)位置時(shí)產(chǎn)生的磁性引力。實(shí)現(xiàn)控制磁阻馬達(dá)圓周旋轉(zhuǎn)。混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器 Cycloid減速機(jī)構(gòu) 確保完成釋放操作減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)換檔控制馬達(dá)換檔控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度傳感器旋轉(zhuǎn)角度傳感器(Hall IC)(Hall IC)磁鐵磁鐵輸出軸輸出軸Cycloid Cycloid 減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu) 內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪(61(61齒齒) )外齒輪外齒輪(60(60齒齒) )偏心板偏心板輸出軸輸出軸偏心板中心偏心板中心馬達(dá)輸入軸軸馬達(dá)輸入軸軸心心本圖紅虛線表示Cycloid減速機(jī)構(gòu)。換檔控制馬達(dá)進(jìn)行換擋操作時(shí)，減速機(jī)構(gòu)，

23、確保完成變速桿的釋效操作。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器DC 244.8V Max. DC 650V變頻器變頻器AC DCDC/DC 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器DC 244.8V DC 14VMG ECU控制變頻器組件本圖為帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成及安裝位置。. 該設(shè)備將高壓直流電（來自 HV 蓄電池）轉(zhuǎn)換為交流電（用于 MG1 和 MG2），反之亦然（將交流電轉(zhuǎn)換為直流電）。. 帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成由逆變器、增壓轉(zhuǎn)換器、智能電源模塊 (IPM) 和馬達(dá)發(fā)電機(jī) ECU (MG ECU) 組成。 . 逆變器將 HV 蓄電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為

24、三相交流電以驅(qū)動(dòng) MG1 和 MG2。 . 功率晶體管的激活由混合動(dòng)力車輛控制 ECU 通過 MG ECU 和 IPM 控制。此外，逆變器通過 MG ECU 將電流控制所需信息（如輸出安培數(shù)或電壓）傳輸至混合動(dòng)力車輛控制 ECU。 . 逆變器同 MG1 和 MG2 一起由與發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器分離的專用冷卻系統(tǒng)散熱器冷卻。 帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要變頻器 (DC AC)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成HV電池電池 (DC 244.8 V)帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成傳動(dòng)橋傳動(dòng)橋電池模塊輔助電池增壓轉(zhuǎn)換器(DC 244.8 V DC 650 V max.)DC/DC 轉(zhuǎn)換器輔助電池(D

25、C 244.8 V DC 14 V)for MG2for MG1MG2MG1SMRDC 244.8 VMG ECU動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU). 增壓轉(zhuǎn)換器將 HV 蓄電池最高電壓從直流 244.8 V 升高 為直流 650 V，反之亦然（將直流 650 V 降 低為直流 244.8 V）。. 變頻器將來自 HV 蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電提供給 MG1 和MG2，反之亦然。此外，變頻器器將來自 MG1 的交流電提供給 MG2。. DC-DC 轉(zhuǎn)換器（混合動(dòng)力 車輛轉(zhuǎn)換器）將最高電壓從直流 244.8 V 降低為直流 12 V， 以向車身電氣零部件供電，并對(duì)輔助蓄電池 再充電（直流 12

26、 V）。. 馬達(dá)發(fā)電機(jī) ECU (MG ECU)根據(jù)接收自混合動(dòng)力車輛控制 ECU 的信號(hào)控制變頻器和增壓轉(zhuǎn)換器，從而驅(qū)動(dòng) MG1 或 MG2，或使其發(fā)電。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要 主要組件DC/DC 轉(zhuǎn)換器 部分互鎖開關(guān)(變頻器端子蓋)變頻器端子蓋變頻器電流傳感器MG ECU電容反應(yīng)器智能動(dòng)力模塊 (IPMs)本圖是帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成-主要組件分解示例。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要 系統(tǒng)圖IGBTIGBT變頻器變頻器 (AC)IPM增壓轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器 (DC)IPM電抗器電抗器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU動(dòng)力管理控制動(dòng)力管理控制

27、ECU(HV CPU)DC/DC 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器 MG1MG2HV電池電池本圖為帶轉(zhuǎn)換器的變頻器(逆變器)總成控制原理系統(tǒng)圖。. MG1 由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高壓（交流），為 MG2 提供動(dòng)力并對(duì) HV 蓄電池充電。同時(shí)，還可作為 起動(dòng)機(jī)來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 . MG2 由來自 MG1 或 HV 蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生前輪動(dòng)力。 . 制動(dòng)期間，或未踩下加速踏板時(shí)，MG2 發(fā)電以對(duì) HV 蓄電池充電（再生制動(dòng)控制）。 . 馬達(dá)發(fā)電機(jī) ECU (MG ECU) 按照混合動(dòng)力車輛控制 ECU 的指令，通過智能電源模塊 (IPM) 控 制 MG1 和 MG2 以驅(qū)動(dòng)車輛。6 個(gè)絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 在

28、ON 和 OFF 之間切換，并根據(jù) 驅(qū)動(dòng)操作或發(fā)電操作控制各馬達(dá)。 帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成電機(jī)控制系統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)圖圖 (PRIUS)本圖表示電機(jī)控制原理系統(tǒng)圖。.電機(jī)控制由HV ECU動(dòng)力管理系統(tǒng)實(shí)行控制，通過車輛行駛需求扭矩通訊信號(hào)和電壓傳感器、溫度傳感器、電流傳感器監(jiān)視信號(hào)，對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行診斷，由變頻器完成電機(jī)調(diào)速控制。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) AC電壓的產(chǎn)生: S1和S4 轉(zhuǎn)到ON: S2和S3轉(zhuǎn)到ON+Vd-Vd0 V+-ABAAABBAC電壓電壓本圖為變頻器-AC電壓產(chǎn)生的過程：.如A圖當(dāng)S1-S4觸點(diǎn)閉合，S2-S3觸點(diǎn)啟開,為+

29、Vd逆變?yōu)?Ac電壓。.如B圖當(dāng)S2-S3觸點(diǎn)閉合，S1-S4觸點(diǎn)啟開,為+Ac電壓與-Vd構(gòu)成回路。.描述了IPM 內(nèi)的絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 在 ON 和 OFF 之間切換，為馬達(dá)提供三相交流電。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 產(chǎn)生正弦波AC電壓面積面積相等相等TsTsTonVdVi=控制控制 “Ton” 產(chǎn)生產(chǎn)生 正弦波形正弦波形ACVd本圖采用正弦波形圖形面積大小表示，逆變器控制控制 “Ton” “Ton” 產(chǎn)生產(chǎn)生 正弦波形正弦波形ACAC交流電壓。下面演示描述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的基本控制。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作

30、VWUIPMIPMMGONONVWVW變頻器123456. 下例圖描述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作，為了產(chǎn)生由混合動(dòng)力車輛控制 ECU 計(jì)算的馬達(dá)發(fā)電機(jī)所需的原動(dòng)力，MG ECU 使 IGBT 在 ON 和 OFF 之 間切換并控制速度，以控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。.注意觀案下面幾例馬達(dá)驅(qū)動(dòng)演示圖中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作過程，馬達(dá)發(fā)電機(jī) ECU (MG ECU) 按照混合動(dòng)力車輛控制 ECU 的指令，使IGBT 在 ON 和 OFF 之間切換三相交流電導(dǎo)通性，通過定子線圈繞組的電流流動(dòng)方向完成馬達(dá)速度控制。如三相正弦波形的變化。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器 (逆變器) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作操作IPMIPM

31、MGONONWVUVWUONVWU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作VWUIPMIPMMGONONVUVU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器變頻器(逆變器逆變器) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作操作VWUIPMIPMMGONONONVWUVWU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器變頻器(逆變器逆變器) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)操作操作IPMVIPMMGONONWUWUWU變頻器VWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成 變頻器 馬達(dá)發(fā)電操作再生電壓再生電壓VWVW下例圖描述了馬達(dá)發(fā)電的基本控制。馬

32、達(dá)由車輪驅(qū)動(dòng)，其三相交流電產(chǎn)生的電流用于對(duì) HV 蓄電池充電或驅(qū)動(dòng)另一臺(tái)馬達(dá)發(fā)電機(jī)。請觀案車輪驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，產(chǎn)生的三相交流電，通過二極管導(dǎo)通，三相交流電電流的流動(dòng)方向變化過程，所形成的再生電壓。見三相正弦波形所示。VWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 馬達(dá)發(fā)電操作再生電壓再生電壓VWUVWUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)到可變電壓系統(tǒng)變頻器變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 馬達(dá)發(fā)電操作再生電壓再生電壓VUVUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變

33、器) 馬達(dá)發(fā)電操作再生電壓再生電壓VWUVWUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器(逆變器) 馬達(dá)發(fā)電操作再生電壓再生電壓WUWU帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器變頻器(逆變器逆變器)車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)作 (0扭矩控制)VWUIPMIPMMG變頻器WUWUVON抵消產(chǎn)生的電壓抵消產(chǎn)生的電壓(V1 = V2)車輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了電壓V2V1本圖描述車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)作，馬達(dá)(0扭矩控制)產(chǎn)生的電壓V2與變頻器輸入電壓V1，相抵消產(chǎn)生的電壓是相等的。表示0-扭矩控制。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 將HV電池提供的電壓增大244.8

34、VMax. 650 VMG1MG2HV電池電池增壓轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器 電功率電功率 = 電壓電壓 x 電流電流發(fā)熱量發(fā)熱量 = 電流的平方電流的平方 x 電阻電阻 如果電壓變?yōu)?倍并且電動(dòng)率不變, 那么電流將減半. 那么熱能損失將降低3倍.本圖表示增壓轉(zhuǎn)換器將HV電池提供的電壓增大概念。.根據(jù)混合動(dòng)力車輛控制 ECU 通過 MG ECU 提供的信號(hào)，增壓轉(zhuǎn)換器將 HV 蓄電池電壓直流 244.8 V244.8 V（公稱）（公稱）升至最高電壓直流 650 V650 V。.所以當(dāng)電壓增大后，電動(dòng)率與熱能量之間的關(guān)系是：如果電壓變?yōu)?倍并且電動(dòng)率不變, 那么電流將減半. 那么熱能損失將降低3倍.計(jì)算公

35、式：電功率電功率 = = 電壓電壓 x x 電流電流 發(fā)熱量發(fā)熱量 = = 電流的平方電流的平方 x x 電阻電阻 帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 電抗器用來進(jìn)行增大電壓的操作可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器244.8 V電抗器電抗器特性特性:抵抗電流的變化(試圖保持電流)12下例演示圖表示增壓轉(zhuǎn)換器中的電抗器用來進(jìn)行增大電壓的操作過程。 .電抗器為具有阻止電流改變特性的電子部件。如果將包含電抗器的電路接通，然后斷開，則 電路斷開后電抗器將試圖保持電流。電壓降低時(shí)，這些特性也有助于使降壓 IGBT (1) 的輸出 平穩(wěn)。通過將增壓 IGBT (2) 置于 ON 可快速為電抗器充電

36、。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 增壓運(yùn)作可變電壓系統(tǒng)HV電池ON變頻器244.8 V12本圖演示增壓運(yùn)作1。.如圖中- 將增壓 IGBT (2) 置于 ON，使 HV 蓄電池的電力（公稱電壓直流 244.8 V244.8 V）為電抗器充電。 從而使電抗器存儲(chǔ)了電力。. (1) 是降壓 IGBT，(2) 是增壓 IGBT。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 增壓運(yùn)作可變電壓系統(tǒng)HV電池244.8 VON變頻器可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器244.8 - 650VOFF12.如圖中-將增壓 IGBT (2) 置于 OFF，使電抗器產(chǎn)生電動(dòng)勢（電流持續(xù)從電抗器中流出

37、）。 電動(dòng)勢使電壓升至最高電壓直流 650 V650 V。.電抗器產(chǎn)生的電動(dòng)勢感生的電流從電抗器中流出，通過二極管流入逆變器，并以增壓存儲(chǔ)在增壓側(cè)電容器內(nèi)。. (1) 是降壓 IGBT，(2) 是增壓 IGBT。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器 降壓運(yùn)作降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí)當(dāng)充電時(shí))可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器ON12本圖演示降壓(充電時(shí))運(yùn)作1。.逆變器將由 MG1 或 MG2 產(chǎn)生的用于對(duì) HV 蓄電池充電的交流電轉(zhuǎn)換為直流電（最高電壓約為最高電壓約為 650 V 650 V）。然后，用增壓轉(zhuǎn)換器將電壓降至約為直流 244.8 V244.8 V。該功能通過使用占空比

38、控制將降壓 IGBT (1) 在 ON 和 OFF 之間切換從而間歇性地中斷由變頻器提供給電抗器的電力來完成。.如圖中-將降壓 IGBT (1) 置于ON，由變頻器提供給電抗器的電力?？勺冸妷合到y(tǒng)HV電池變頻器ON可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí))OFF12本圖演示降壓(充電時(shí))運(yùn)作2。.如圖中-將降壓 IGBT (1) 置于OFF，由電抗器提供電力存儲(chǔ)電容器內(nèi)。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器 降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí))可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器ON電壓是由電壓是由IGBT控制控制12本圖演示降壓(充電時(shí))運(yùn)作3。.

39、如圖中-將降壓 IGBT (1) 置于ON，由變頻器提供給電抗器的電力。存儲(chǔ)電容器內(nèi)電力向HV電池充電。.表明電壓是由IGBTIGBT控制?？刂?。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成DC/DC 轉(zhuǎn)換器DC 244.8VDC DC 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器變頻器總成變頻器總成輔助電池輔助電池DC 14VDC ACAC 244.8V AC 12VAC DCMG1MG2HV電池變頻器變頻器可變電壓可變電壓系統(tǒng)系統(tǒng)12V 電壓系統(tǒng)電壓系統(tǒng) (ECU 等等.)本圖描述的是DC-DC 轉(zhuǎn)換器（混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器）將公稱電壓從直流 244.8 V 降至直流 12 V，以向車身電氣零部件供電，并對(duì)輔助蓄電池再充電（直

40、流 12 V）。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成DC/DC 轉(zhuǎn)換器 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作DC 244.8V變壓器變壓器DC ACDC 14V整流器整流器二極管二極管 濾波濾波電路電路 輔助電池DC DC 轉(zhuǎn)換器本方框圖表示DC DC 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它由晶體二極管和三極管組成的輸入電壓轉(zhuǎn)換放大電路，通過變壓器電壓變頻輸出，再由整流二極管對(duì)電壓進(jìn)行整流，將交流電壓轉(zhuǎn)為直流電壓，通過濾波電路對(duì)電流濾波后，對(duì)輔助蓄電池充電。帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU 根據(jù)從動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)的信號(hào)控制變頻器和增壓轉(zhuǎn)換器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU變頻器增壓

41、轉(zhuǎn)換器所需動(dòng)力、馬達(dá)溫度等. 變頻器輸出電流值變頻器溫度.故障信息等.控制HV車輛控制 ECU本圖表示MG ECU控制系統(tǒng)方框圖。.MG ECU控制系統(tǒng)，根據(jù)接收自混合動(dòng)力車輛控制 ECU 的信號(hào)控 制逆變器和增壓轉(zhuǎn)換器，從而驅(qū)動(dòng) MG1 或 MG2，或使其發(fā)電。 HV電池總成電池總成電源提供 2個(gè)電池HV電池電池(DC 244.8V)輔助電池輔助電池(DC 12V)用于高電壓系統(tǒng)用于高電壓系統(tǒng)(MG, A/C壓縮機(jī)壓縮機(jī))用于用于DC 12 V系統(tǒng)系統(tǒng)(ECU, 大燈等大燈等.)本圖表示在車輛后備箱內(nèi)，安裝2個(gè)蓄電池：一個(gè)DC 244.8V HV電池，另一個(gè)是DC 12V輔助蓄電池。HV電池

42、總成電池總成組件組件HV電池 (電池模塊) 電池智能單元服務(wù)插銷連接器HV 接線盒總成HV電池冷卻風(fēng)扇(無電刷)本圖示為：HV電池總成，組件由：電池模塊、電池智能單元、HV電池冷卻風(fēng)扇(無電刷) 、服務(wù)插銷連接器、HV 接線盒總成組成。HVHV電池電池增壓轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器變頻器變頻器 for MG2for MG2帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成輔助電池輔助電池帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成( (帶帶變頻器變頻器) )DC 244.8 VDC 14 V混合動(dòng)力傳動(dòng)橋混合動(dòng)力傳動(dòng)橋ACDC-DC DC-DC 轉(zhuǎn)換器（輔助電池）轉(zhuǎn)換器（輔助電池）DC 244.8 VHV電池總成電池總成HV電池 (電池模塊

43、) 高電壓的應(yīng)用DC 12 VDC 12 V系統(tǒng)充電系統(tǒng)充電驅(qū)動(dòng)A/C壓縮機(jī)車輛行駛車輛行駛本圖表示HV蓄電池DC 244.8V高壓電，所供給的部件電力方框圖。.車輛行駛時(shí)，電力供給增壓轉(zhuǎn)換器-變頻器-混合動(dòng)力橋。.DC 12V系統(tǒng)充電，電力供給轉(zhuǎn)換器將電力DC12V電能給輔助蓄電池充電。.HV蓄電池DC244.8V電能驅(qū)動(dòng)A/C壓縮機(jī)。HV電池總成電池總成HV電池 (電池模塊) 6 單元 (7.2 V) x 34 模塊= DC 244.8 V電池模塊(6 cell = 7.2 V)單元 (1.2 V)34 電池模塊電池模塊+ - + - + - + - + - + - + - + - + -

44、 + - + - + - + - + - +HV接線盒總成服務(wù)插銷34 電池模塊HV 蓄電池由 34 個(gè)蓄電池模塊組成。各蓄電池模塊均由 6 個(gè)單格組成，并通過母線模塊串聯(lián)在 一起。蓄電池的單格在 2 個(gè)位置相連，以減小內(nèi)部電阻和提高效率。HV 蓄電池總共有 204 個(gè)單 格（6 個(gè)單格 34 個(gè)模塊蓄電池）和 244.8 V（1.2 V 204 個(gè)單格）的公稱電壓。 HV電池總成電池總成HV電池 (電池模塊) SOC (充電狀況) 指示HV電池的充電狀況充電過度范圍充電過度范圍放電過度范圍放電過度范圍SOC的充電舉例的充電舉例SOC控制上限控制上限SOC 控制下限控制下限目標(biāo)目標(biāo)SOCSOC

45、時(shí)間時(shí)間充電充電放電放電什么是充電狀態(tài)？充電狀態(tài)(state of charge = 充電率本圖表示SOC (充電狀況) 指示HV電池的充電狀況：. 車輛行駛過程中，HV 蓄電池重復(fù)進(jìn)行充電 / 放電循環(huán)，因?yàn)榧铀龠^程中對(duì) MG2 供電，減速過程中再生制動(dòng)對(duì)其充電。混合動(dòng)力車輛控制 ECU 根據(jù)電流傳感器檢測的 HV 蓄電池充電量 / 放 電量計(jì)算 SOC?；旌蟿?dòng)力車輛控制 ECU 根據(jù)計(jì)算出的 SOC 值持續(xù)執(zhí)行充電 / 放電控制，以使 SOC 保持在目標(biāo)范圍內(nèi)。 HV電池總成電池總成 手動(dòng)關(guān)閉高電壓電路服務(wù)插銷服務(wù)插銷互鎖開關(guān)主保險(xiǎn)絲主保險(xiǎn)絲互鎖開關(guān)服務(wù)插銷服務(wù)插銷19 電池模塊9 電池模

46、塊+-本頁圖表示服務(wù)插銷安裝在車輛后備箱的位置。服務(wù)插銷由主保險(xiǎn)絲和互鎖開關(guān)組成。HV電池總成電池總成服務(wù)插銷絕緣手套拆卸拆卸安裝安裝可聽到滴答聲本圖表示服務(wù)插銷拆卸拆卸和安裝方法。安裝方法。維修塞把手內(nèi)安裝有高壓電路的主保險(xiǎn)絲和互鎖的舌簧開關(guān)。 .拉起卡子鎖止器可斷開互鎖，從而切斷 SMR。但為確保安全，務(wù)必將電源開關(guān)置于 OFF 位置后 再拆下維修塞把手。 .在執(zhí)行任何檢查或維修前，拆下維修塞把手使高壓電路在 HV 蓄電池的中間位置切斷，以確保維 修期間的安全。 HV電池總成電池總成SMR (系統(tǒng)主繼電器) 連接和斷開HV電池和高電壓線束 SMRPSMRBSMRGPrecharge Res

47、istorHV電池電池+-SMRGSMRPSMRBPrecharge Resistor本圖表示系統(tǒng)主繼電器(SMR)安裝在HV電池控制系統(tǒng)中的位置。HV電池總成電池總成 SMR (系統(tǒng)主繼電器)本圖是系統(tǒng)主繼電器控制電路的整體布置。.主繼電器與HV電池控制元件安裝于車輛后部，通過控制電路與車輛前部升壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器相關(guān)電路連接，實(shí)現(xiàn)高壓電流的轉(zhuǎn)換控制。HV電池總成電池總成 SMR (系統(tǒng)主繼電器)系統(tǒng)圖系統(tǒng)主繼電器 (SMR) 控制 概述： 接收到來自動(dòng)力混合動(dòng)力車輛控制 ECU 的指令后，SMR 繼電器連接并斷開高壓電路電源。 共使用 3 個(gè)繼電器：1 個(gè) (SMRB) 用于正極側(cè)，2 個(gè)（SMR

48、P 和 SMRG）用于負(fù)極側(cè)。負(fù)極側(cè) 的 1 個(gè)繼電器 (SMRP) 是集成于 DC-DC 轉(zhuǎn)換器（混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器）內(nèi)的半導(dǎo)體繼電器。 其他 2 個(gè)是安裝在 HV 蓄電池總成內(nèi) HV 接線盒總成上的觸點(diǎn)型繼電器。實(shí)現(xiàn)HV電池高壓電流輸出控制。HV電池總成電池總成SMR (系統(tǒng)主繼電器) 結(jié)構(gòu)磁場線圈磁場線圈電 磁 鐵閉 合 觸 點(diǎn)本圖是HV電池控制系統(tǒng)主繼電器(SMR)的基本結(jié)構(gòu)。HV電池總成電池總成系統(tǒng)主繼電器系統(tǒng)主繼電器 (SMR) 控制控制電源接通電源接通電源接通:首先，混合動(dòng)力車輛控制 ECU 接通 SMRB。然后，接通 SMRP?；旌蟿?dòng)力車輛控制 ECU 在接通 SMRG 后，斷

49、開 SMRP。電流首先經(jīng)過電阻器，以這種方式對(duì)其進(jìn)行控制，從而保護(hù)了電路中的觸點(diǎn)，避免其因浪涌電流而受損。HV電池總成電池總成系統(tǒng)主繼電器系統(tǒng)主繼電器 (SMR) 控制控制電源切斷電源切斷電源切斷:. 首先，混合動(dòng)力車輛控制 ECU 斷開 SMRG。判定 SMRG 的觸點(diǎn)是否燒結(jié)后，斷開 SMRB。. 然后，混合動(dòng)力車輛控制 ECU 接通 SMRP 以判定 SMRB 的觸點(diǎn)是否燒結(jié)。接著斷開 SMRP。. 如果混合動(dòng)力車輛控制 ECU 檢測到觸點(diǎn)燒結(jié)，則點(diǎn)亮主警告燈，并在多信息顯示屏上顯示警告信息，然后將診斷故障碼 (DTC) 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。HV電池總成電池總成冷卻風(fēng)扇 HV電池 冷卻風(fēng)扇C

50、ooling Air FlowIntake Air Duct排風(fēng)管HV電池進(jìn)氣口 (桌椅右側(cè))HV 蓄電池的冷卻風(fēng)扇控制：采用風(fēng)冷法，利用專用冷卻風(fēng)扇和來自車廂內(nèi)部的空氣冷卻 HV 蓄電池。也為 DC-DC 轉(zhuǎn)換 器（混合動(dòng)力車輛轉(zhuǎn)換器）提供了專用冷卻風(fēng)扇。從而實(shí)現(xiàn)高效的空氣冷卻。.混合動(dòng)力車輛控制 ECU 通過 HV 蓄電池總成內(nèi)的 4 個(gè)溫度傳感器來監(jiān)視蓄電池溫度的升高。然 后，混合動(dòng)力車輛控制 ECU 使用占空比控制對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行無級(jí)驅(qū)動(dòng)，從而使 HV 蓄電池總成 的溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)。.空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行以降低車廂溫度時(shí)，如果 HV 蓄電池溫度在正常范圍內(nèi)，則混合動(dòng)力車輛控制 ECU 將關(guān)

51、閉蓄電池冷卻風(fēng)扇或?qū)L(fēng)扇轉(zhuǎn)切換為低速。該控制的目的是優(yōu)先降低車廂溫度，同時(shí) 也通過位于后窗臺(tái)板后裝飾板中央的進(jìn)氣管冷卻蓄電池模塊。HV電池總成電池總成電池智能單元 將HV電池的信息傳輸給動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)電池智能單元服務(wù)插銷溫度感應(yīng)器HV電池電流感應(yīng)器電壓 x 14+-溫度 x 3電池智能單元電池智能單元?jiǎng)恿芾砜刂艵CU(HV CPU)監(jiān)控高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻 傳輸HV電池的信息HV電池信息HV電池智能控制單元管理系統(tǒng)： .蓄電池電壓、電流、溫度傳感器檢測用來判定充電或放電值的 HV 蓄電池狀態(tài)信號(hào)（電壓、電流和溫度），并 將其傳輸至混合動(dòng)力車輛控制 ECU。 .蓄電池電壓、

52、電流、溫度傳感器也檢測執(zhí)行冷卻風(fēng)扇控制操作所需的冷卻風(fēng)扇電壓信號(hào)，并將其傳輸至混合 動(dòng)力車輛控制 ECU。 .蓄電池電壓、電流、溫度傳感器配備泄漏檢測電路，以檢測 HV 蓄電池是否有過大電流泄漏。輔助電池輔助電池概要 提供給ECU和輔助設(shè)備的電源，如音響等輔助電池 (密封型號(hào))行李箱輔助蓄電池為密封型，供電功能，主要提供混合動(dòng)力ECU和輔助設(shè)備的電源，如音響、照明等設(shè)備供電。安裝于行李箱內(nèi)。輔助電池輔助電池結(jié)構(gòu) 使用密封型電池氫氣排放管氫氣排放管沒有通氣孔混合動(dòng)力車輛使用的輔助蓄電池是密封型號(hào)電池，該電池沒有通氣孔，采用氫氣排放管對(duì)外通氣，保證電池排放安全和減少排放污染。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循

53、環(huán)(Atkinson Cycle)壓縮行程壓縮行程 膨脹行程膨脹行程熱效率高熱效率高壓縮壓縮擴(kuò)張擴(kuò)張3AZ-FXE 發(fā)動(dòng)機(jī)采用了阿特金森循環(huán)高膨脹比發(fā)動(dòng)機(jī)，提高了熱效率并能改善燃油經(jīng)濟(jì)性。 如圖示，阿特金森循環(huán)是壓縮行程壓縮行程 膨脹行程膨脹行程 = =提高熱效率提高熱效率。阿特金森循環(huán)阿特金森循環(huán)奧托循奧托循環(huán)環(huán)下止下止點(diǎn)點(diǎn)上止上止點(diǎn)點(diǎn)奧托循環(huán)奧托循環(huán)ABCDClose進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)阿特金森循阿特金森循環(huán)環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán) 進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間被延遲,因而延遲了實(shí)際的壓縮行程的開始關(guān)閉時(shí)間被延遲關(guān)閉時(shí)間被延遲實(shí)際壓縮行程縮短實(shí)際壓縮行程縮短Open實(shí)際壓縮行程實(shí)際壓縮行程A

54、: 膨脹沖程膨脹沖程B: 排氣沖程排氣沖程C: 進(jìn)氣沖程進(jìn)氣沖程D: 壓縮沖程壓縮沖程本圖主要以阿特金森循環(huán)和奧托循環(huán)，通過圖解法進(jìn)行比較兩種循環(huán)時(shí)氣門關(guān)閉和延遲時(shí)間及活塞壓縮行程關(guān)系。從圖中看出阿特金森循環(huán)，是進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間被延遲,因而延遲了實(shí)際的壓縮行程的開始。說明了阿特金森循環(huán)是壓縮行程壓縮行程 膨脹行膨脹行程程 = =提高熱效率。提高熱效率。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán) 和奧托循環(huán)相比較進(jìn)氣損失和排氣損失的減少上止點(diǎn)下止點(diǎn)氣缸容積0低 (Vacuum)氣缸壓縮壓力 (kPa)高阿特金森循環(huán)阿特金森循環(huán)奧托循環(huán)奧托循環(huán)排氣損失排氣損失進(jìn)氣損失進(jìn)氣損失: 阿特金森循環(huán)阿特金森循環(huán): 奧托循環(huán)

55、奧托循環(huán)阿特金森循阿特金森循環(huán)環(huán)奧托循奧托循環(huán)環(huán)ABCD壓縮開始線壓縮開始線A: 膨脹沖程膨脹沖程B: 排氣沖程排氣沖程C: 進(jìn)氣沖程進(jìn)氣沖程D: 壓縮沖程壓縮沖程本圖表示阿特金森循環(huán)和奧托循環(huán)相比較進(jìn)氣損失和排氣損失的減少。實(shí)現(xiàn)了高性能和高可靠性、低噪音和低振動(dòng)、清潔排放和燃油經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán) 依靠驅(qū)動(dòng)情況，氣缸容積通過VVT-i是可以改變的氣門正時(shí)氣門正時(shí)( (進(jìn)氣門進(jìn)氣門) )氣缸容積氣缸容積102VVT-i Operation下止點(diǎn)下止點(diǎn)上止點(diǎn)上止點(diǎn)61下例圖表示，阿特金森循環(huán)，活塞依靠驅(qū)動(dòng)情況，氣缸容積通過VVT-i是可以改變氣缸容積效率。實(shí)現(xiàn)高膨脹比。圖中表示進(jìn)氣門

56、正時(shí)，啟開-關(guān)閉時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角和活塞頂以上氣缸容積。參考參考 ( (發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)) )阿特金森循環(huán) 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間延遲氣門正時(shí)氣門正時(shí)(進(jìn)氣門進(jìn)氣門)氣缸容積氣缸容積壓縮沖程壓縮沖程膨脹沖程下止點(diǎn)下止點(diǎn)上止點(diǎn)上止點(diǎn)102本圖表示阿特金森循環(huán) - 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間延遲，氣缸壓縮行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角。參考參考 ( (發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)) )阿特金森循環(huán) 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間適中氣門正時(shí)氣門正時(shí)( (進(jìn)氣門進(jìn)氣門) )氣缸容積氣缸容積下止點(diǎn)上止點(diǎn)80膨脹沖程壓縮沖程本圖表示阿特金森循環(huán)，進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間適中，曲軸轉(zhuǎn)角。參考參考 (發(fā)動(dòng)機(jī))阿特金森循環(huán) 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間提前氣門正時(shí)氣門正時(shí)( (進(jìn)氣門進(jìn)氣門) )氣缸容積氣缸容積膨脹沖程下止點(diǎn)下止點(diǎn)上止點(diǎn)上止點(diǎn)61壓縮沖程壓縮沖程本圖表示阿特金森循環(huán),進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間提前,曲軸轉(zhuǎn)角。 米勒循環(huán) 工作模式米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式 即即普銳斯阿特金森循環(huán)普銳斯阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)電控水泵 預(yù)熱性能以及減少冷卻損失進(jìn)一步提高。電水泵電水泵軸馬達(dá)定子葉輪本圖表示電控水泵結(jié)構(gòu)及安裝位置。電控水泵具有預(yù)熱性能以及減少冷卻損失進(jìn)一步提高冷卻性能。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)電控水泵 ECM調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的循環(huán)量以符合最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作條件電水泵電水泵驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 水泵馬達(dá)水泵馬達(dá)水泵繼電器水泵繼電器ECM空調(diào)放大器空調(diào)放