丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修

第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修,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,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,2,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？,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,一、普锐斯混合动力汽车技术特点,THS-,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）,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,5.,电子换挡杆,电子换挡示意图,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,电动空调压缩机,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,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,13.,坡道起步辅助控制,14.,增强型车辆稳定控制系统（,VSC+,）,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,）,丰田混合动力系统主要部件的位置（,2,）,1. HV,（混合动力汽车）变速驱动桥,MG1,和,MG2,1-MG1 2-MG2,发电机（,MGl,）和电动机（,MG2,）电路图,发电机（,MGl,）和电动机（,MG2,）的工作原理,2. HV,蓄电池,HV,蓄电池,3.,变频器总成,变频器总成,（,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。,（,2,）变频器总成的工作原理,变频器电路图,增压转换器,增压转换器电路图,DC,DC,转换器,DC/DC,转换器电路图,空调变频器,空调变频器电路图,变频器、发电机（,MGl,）和电动机（,MG2,）的冷却系统,发电机（,MGl,）和电动机（,MG2,）冷却系统,4. HV ECU,5.,发动机,ECU,6.,蓄电池,ECU,7.,制动防滑控制,ECU,8.,加速踏板位置传感器,传感器位置,1-,霍尔,IC 2-,磁轭,3-,加速踏板臂,加速踏板位置传感器电路图,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,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-DC 12V(+),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,（,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,（,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,（,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,2.,工作原理,车辆行驶状况,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-MG1 4-,太阳轮,5-,环齿圈,6-MG2 7-,行星架,普锐斯用的行星齿轮机组,表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆,（,1,）准备启动状态,准备启动状态,行星齿轮机构模拟杠杆图（,1,）,启动后蓄电池充电,行星齿轮机构模拟杠杆图（,2,）,（,2,）起步工况,起步工况,行星齿轮机构模拟杠杆图（,3,）,汽车起步后发动机起动,行星齿轮机构模拟杠杆图（,4,）,发动机驱动发电机,行星齿轮机构模拟杠杆图（,5,）,（,3,）发动机微加速工况,发动机微加速工况,行星齿轮机构模拟杠杆图（,6,）,（,4,）低栽荷巡航工况,低载荷巡航工况,行星齿轮机构模拟杠杆图（,7,）,（,5,）节气门全开加速工况,节气门全开加速工况,行星齿轮机构模拟杠杆图（,8,）,（,6,）减速工况,“,D,”挡减速,“,D,”挡减速行驶,行星齿轮机构模拟杠杆图（,9,）,“,B,”挡减速行驶,“B”,挡减速行驶,行星齿轮机构模拟杠杆图（,10,）,（,7,）倒车工况,车辆倒车,倒车工况,行星齿轮机构模拟杠杆图（,11,）,起动发动机,启动发动机,行星齿轮机构模拟杠杆图（,12,）,发动机驱动发电机,行星齿轮机构模拟杠杆图（,13,）,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,a) b),THS,控制系统的组成框图,2.,混合动力汽车控制系统主要功能,（,1,）,HV ECU,控制,HV ECU,控制原理,HV ECU,结构图,2.,混合动力汽车控制系统主要功能,（,1,）,HV ECU,控制,系统监视控制功能,关闭控制功能,上坡辅助控制功能,电动机牵引力控制功能,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,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,电动机牵引力示意图,系统主继电器,(SMR),控制功能,系统主继电器,电源打开,电源关闭,（,2,）发动机,ECU,控制,发动机,ECU,控制框图,（,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,（,4,）制动防滑控制,ECU,控制,再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于,VSC+,系统）；,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）；,仅用于带,VSC+,系统的,制动防滑控制图,（,5,）蓄电池,ECU,控制,蓄电池,ECU,控制原理框图,HV,蓄电池状态监视控制,SOC,控制,SOC,控制,冷却风扇控制,冷却风扇控制框图,（,6,）汽车碰撞控制,汽车碰撞控制原理,（,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,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,84,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？,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,1,3,2,一、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-SMR1 3-SMR2 4-SMR3 5-,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,拆下检修塞,1-,检修塞,1.,检修塞,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,HV,蓄电池冷却系统（,2,）,HV,镍,-,氢电池的位置,1-,镍,-,氢电池组,3. HV,镍,-,氢电池,蓄电池,ECU,的位置,1-,蓄电池,ECU,4.,蓄电池,ECU,系统主继电器,(SMR),5.,荷电状态,(SOC),6.,系统主继电器,(SMR),辅助蓄电池,7.,辅助蓄电池,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,3. MG2,的输出功率特性和输出转矩特性,电动机,/,发电机,MG1,、,MG2,MG1,MG2,第三代,第二代,电动机,/,发电机,MG2,输出功率、转矩特性,三、普锐斯混合动力汽车的底盘,1.,普锐斯混合动力汽车变速驱动桥的组成,变速驱动桥组成,2.,普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥主要部件,行星齿轮机构,变速驱动桥的减振器,MGl,和,MG2,减速装置,差速器齿轮装置 润滑装置,3.,普锐斯混合动力汽车的换挡控制系统,紧凑型选档杆,换换挡控制系统原理,1.,熟悉混合动力控制系统的电路及其特点,3-3,普锐斯混合动力系统的维修,2.,掌握混合动力汽车维修安全注意事项,3.,掌握混合动力控制系统的维修,4.,掌握混合动力电池系统的维修,102,混合动力汽车结构复杂，故障率相对较高，如果混合动力出现故障该如何进行检修呢？,混合动力系统出现故障，要对其进行检修，需以下几个步骤：,分析混合动力控制系统的电路及其特点、组件位置,掌握混合动力汽车维修安全注意事项,对混合动力系统进行维修,1,3,2,一、混合动力控制系统维修,1.,混合动力控制系统维修注意事项,（,1,）对高压系统进行操作时断开电源,1,）确保电源开关关闭。,2,）从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。,3,）一定要戴绝缘手套。,绝缘手套,注意：断开电源之后，,DTC(,故障诊断码,),也会被清除，因此断开电源之前必须检查,DTC,4,）拆下检修塞,拆下检修塞,1-,检修塞,5,）放置车辆,5min,。至少需要,5min,对变频器内的高压电容器进行放电,（,2,）使用绝缘手套的注意事项,检查绝缘手套,（,3,）线束和连接器的注意事项,高压电路的线束和连接器都是橙色；,HV,蓄电池等的高压零件都贴有“高压”警示，小心不要触碰到这些配线。,（,4,）进行维修或检查时的注意事项,1,）,开始工作前，一定要断开电源。,2,）,检查、维修任何高压配线和零件时，必须戴绝缘手套。,3,）,在对高压系统进行操作时，,用类似“高压工作，请勿靠近,!,”,的警告牌警示其他人员。,4,）不要携带任何类似卡尺或测量卷尺等的金属物体，因为这些物体可能掉落而引起短路；拆下任何高压配线后，立刻用绝缘胶带将其绝缘。,隔离外露区域,5,）一定要按规定力矩将高压螺钉端子拧紧，力矩不足或过量都可能导致故障。,6,）,完成对高压系统的操作后和重新安装检修塞前，,应再次确认在工作平台周围没有遗留任何零件或工具，,并确认高压端子已拧紧、连接器已连接。,2.,普锐斯混合动力控制系统电路及主要部件位置,（,1,）混合动力控制系统电路图,混合动力控制系统电路图（,1,）,混合动力控制系统电路图（,2,）,混合动力控制系统电路图（,3,）,混合动力控制系统电路图（,4,）,（,2,）混合动力控制系统主要部件位置,普锐斯混合动力控制系统主要部件位置（,1,）,普锐斯混合动力控制系统主要部件位置（,2,）,蓄电池系统主要部件位置,3.,混合动力系统的检查,（,1,）检查变频器,变频器连接端子,（,2,）检查转换器,HV,系统警告灯,HV,系统警告灯,放电警告灯,1,）检查运行情况,“READY”,灯,2,）检查输出电流,断开连接器（,1,）,3,）检查输入输出信号,断开连接器（,2,）,连接器端子,（,3,）检查速度传感器,速度传感器,连接器,A,连接器,B,（,4,）检查温度传感器,温度传感器位置,连接器,C,端子间的电阻岁温度传感器温度的变化,（,5,）检查加速踏板位置,混合动力车辆控制,ECU,端子,4.,混合动力控制系统的故障诊断,（,1,）故障诊断步骤,步骤,1,：车辆进入车间；,步骤,2,：分析客户所述故障；,步骤,3,：将智能测试仪,（,IT-,）连接到,DLC3(,数据链路连接器,),，如果测试仪显示通信故障，检查,DLC3,；,步骤,4,：检查并记录,DTC,和定格数据，如果输出与,CAN,通信系统有关的故障的,DTC,，则首先检查并修理,cAN,通信；,步骤,5,：清除,DTC,；,步骤,6,：故障症状确认，若故障未出现，进行步骤,7,；若故障出现，进行步骤,8,；,步骤,7,：症状模拟； 步骤,8,：检查,DTC,；,步骤,9,：查,DTC,表； 步骤,10,：电路检查；,步骤,11,：故障识别； 步骤,12,：调整和或修理；,步骤,13,：确认故障试验； 步骤,14,：结束。,智能测试仪,(intelligent tester ,）,（,2,）故障自诊断系统,蓄电池警告灯,发动机检查警告灯,智能测试仪,与车辆的数据链路连接器,3(DLC3),的连接,1,）检查,DLC3,数据链路连接器,3(DLC3),2,）检查辅助蓄电池,3,）检查,CHK ENG,灯,4,）,DTC,检查清除,检查,DTC,系统选择,检查定格数据和信息,定格数据,信息代码（,INF,代码）显示,详细信息,显示的信息,检查,DTC,（总线检查）,总线检查,通信故障,DTC,检查,DTC(,除混合动力控制系统外,),DTC,显示,清除,DTC,清除,DTC,5.,故障诊断实例,驱动电动机变频器电压过低故障,DTC,码,INF,代码,DTC,检测条件,故障可能发生部位,POA78,266,变频器电压,(VH),传感器电路开路或,GND,短路,线束或连接器,带转换器的变频器总成,HV,控制,ECU,POA78,267,变频器电压,(VH),传感器电路,+B,短路,线束或连接器,带转换器的变频器总成,HV,控制,ECU,驱动电动机变频器电压过低故障,DTC,码含义,（,1,）电路,电路图,变频器电压传感器输出电压,（,2,）检查步骤,变频器连接器,变频器电压传感器电路,HV,控制,ECU,连接器,二、混合动力电池系统维修,1.,混合动力电池系统控制功能,（,1,）,HV,蓄电池总成管理和安全保护功能,（,2,）蓄电池鼓风机电动机控制,2.,混合动力电池系统电路,HV,系统蓄电池系统电路图,HV,系统蓄电池系统电路图,3. HV,蓄电池总成主要部件,HV,蓄电池总成主要部件,4.,混合动力电池系统检查,（,1,）检查蓄电池加液口塞的导通性,测量端子间的电阻（,1,）,测量端子间的电阻（,2,）,1-,检修塞卡箍,2-,固定座,（,2,）检查,1,号系统主继电器,主继电器的连接器,（,3,）检查,2,号系统主继电器,2,号系统主继电器,1-,负极端子,2-,正极端子,（,4,）检查,3,号系统主继电器,（,5),检查蓄电池电流传感器的电阻,（,6,）检查系统主电阻器,蓄电池电流传感器,系统主电阻器端子,（,7,）检查,1,号蓄电池鼓风机继电器,1,号蓄电池鼓风机继电器,5.,蓄电池系统自诊断系统,（,1,）检查辅助蓄电池,（,2,）检查,CHK ENG,灯,（,3,）,DTC,检查清除,1,）检查,DTC(HV,蓄电池系统）,系统选择屏幕,2,）检查定格数据,显示定格数据,读取记录的定格数据,3,）检查,DTC,（总线检查）,总线检查,读取通信故障,DTC,4,）检查,DTC,（除,HV,蓄电池外的系统）,进入,Utility/A11 Codes,菜单,5,）清除,DTC,HV Battery,DTC,屏幕,（,4,）定格数据,定格数据记录了检测,DTC,时,HV,蓄电池系统和组件的工作状态。它有利于确定或模拟故障发生车辆的状态。,（,5,）,DATA LIST,ACTIVE TEST(,数据表动态测试,),6.,蓄电池系统故障诊断实例,（,1,）电路简介,电路图,（,2,）诊断步骤,1,）检查保险丝（,HEV 20A,）,2,）检查线束和连接器（蓄电池,ECU-,辅助蓄电池）,蓄电池,ECU,连接器,HEV,保险丝,辅助蓄电池正极端子,3,）检查线束和连接器（蓄电池,ECU-HEV,保险丝）,蓄电池,ECU,连接器,HEV,保险丝,