混联式混合动力系统工作原理(丰田普锐斯THS)演示教学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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(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,cm,3,(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 rpm,THS,系统组成,MG1,发电机：,MG1(AC 500V),MG2(AC 500V),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,V,AC 500,最大输出功率,kW(PS)/rpm,37.8(51)/9500,最大输出扭矩,Nm(kgfm)/rpm,45(4.58)/0 6000,最大扭矩时的电流,Arms,75,最大转速 转,/,分,10,000 rpm,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,V,AC 500,最大输出功率,kW(PS)/rpm,50(68)/1200 1540,最大输出扭矩,Nm(kgfm)/rpm,400(40.8)/0-1200,最大扭矩时的电流值,Arms,230,最大转速 转,/,分,6,700 rpm,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,12V,A/C,变频器,DC,AC,驱动,THS,系统组成,HV,电池组：,1.2,V x 6,格,x 28,块 =201.6,V,1.2,V x 6,格,x 38,块=,273.6,V,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),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,ECU,A/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,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,MG1,MG2,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,ECU,DLC3,HV ECU,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,288V,ON,变频器,可变电压系统,HV,蓄电池,变频器,201-500Vdc,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,288-650V,ON,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,*,2/2,V,W,U,IPM,变频器,IPM,MG,ON,ON,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,*,2/2,V,W,U,IPM,变频器,IPM,MG,ON,ON,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,*,2/2,V,W,U,IPM,变频器,IPM,MG,ON,ON,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,IG,ON,电动,机,运转,GUU,GVU,active,Not-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,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。,The end,Thanks!,