混联式混合动力系统工作原理丰田普锐斯THS课件

混混联式混合式混合动力系力系统工作原理丰田普工作原理丰田普锐斯斯THSTHS一、THS系统组成THSTHS系统组成系统组成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：THSTHS系统组成系统组成剖视图：THSTHS系统组成系统组成发动机：项项 目目1NZ-FXE(04 PRIUS)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.)75.0 x 84.7(2.95 x 3.33)压缩比13.0最大输出功率SAE-NET(-A,-K)57 kW 5000 rpm(76 HP 5000 rpm)EEC(-W,-Q)57 kW 5000 rpm最大扭矩SAE-NET(-A,-K)111 Nm 4200 rpm(82 lbft 4200 rpm)EEC(-W,-Q)115 Nm 4200 rpmTHSTHS系统组成系统组成MG1发电机：MG1(AC 500V)MG2(AC 500V)项目项目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 VAC 500最大输出功率kW(PS)/rpm37.8(51)/9500最大输出扭矩Nm(kgfm)/rpm45(4.58)/0 6000最大扭矩时的电流Arms75最大转速 转/分10,000 rpm冷却系统水冷THSTHS系统组成系统组成MG2电动机：项目项目MG2类型 同步交流电机功能驱动车轮、回收发电额定电压 VAC 500最大输出功率kW(PS)/rpm50(68)/1200 1540最大输出扭矩Nm(kgfm)/rpm400(40.8)/0-1200最大扭矩时的电流值Arms230最大转速 转/分6,700 rpm冷却系统水冷THSTHS系统组成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 THSTHS系统组成系统组成HV电池组：1.2V x 6 格格 x 28块块 =201.6V1.2V x 6 格 x 38 块=273.6V容量：容量：1.3KWh重量：重量：53.3公斤公斤THSTHS系统组成系统组成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)EPS ECU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/C ECU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:Local Communication二、THS中电机如何驱动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SMR1,2 and 3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 ECUDLC3DLC3HV ECU分解器型速度传感器(MG2)电机如何驱动电机如何驱动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电机如何驱动电机如何驱动三相全桥逆变：U相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动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 电机如何驱动电机如何驱动三相全桥逆变：V相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动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 电机如何驱动电机如何驱动三相全桥逆变：W相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON电机如何驱动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。电机如何驱动电机如何驱动IG ON 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U W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THSTHS中各工况模式及传动过程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THSTHS中各工况模式及传动过程中各工况模式及传动过程THS节能工作原理 THSTHS中各工况模式及传动过程中各工况模式及传动过程THS工作模式：启动 THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程中各工况模式及传动过程THS工作模式：低中速行驶 THSTHS中各工况模式及传动过程中各工况模式及传动过程THS工作模式：中高速行驶 THSTHS中各工况模式及传动过程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 THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程中各工况模式及传动过程THS工作模式：减速/下坡时 THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程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。THSTHS中各工况模式及传动过程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!谢谢