普锐斯混合动力车主体结构及关键技术剖析机械设计图纸资料
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普锐斯混合动力
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丰田普锐斯结构特点,试制试验部 杨春生,2,目 录,2,普锐斯概述,普锐斯的发动机,普锐斯的变速箱结构及变速原理,普锐斯的电机及电池,普锐斯的刹车系统,5,普锐斯的诞生 普锐斯的雏形于 1993 年诞生，当时丰田的董事长兼丰田统治家族的家长丰田英二（Eiji Toyoda）表示，对汽车业的未来非常担忧。时任负责研发工作的执行副总裁的是金原义良（Yoshiro Kimbara），他获悉此事后，启动了名为 G21（即“全球化的 21 世纪”）的项目。 项目设定了两个目标: 开发新的生产方法，在传统的内燃机中挖掘出更高的燃料经济性。他的目标是每加仑汽油能行驶 47.5 英里，这比丰田流行的小型车花冠（Corolla）当时的燃料经济性高出 50% 多一点儿。最后大家认为一个方案也许可行: 混合动力系统。 为了给 G21（即现在所说的普锐斯）找到恰当的混合动力系统，内山武司领导的团队详细考察了 80 种备选方案，把范围缩小到其中的 4 种，选择的主要依据就是燃料经济性。开发小组又考虑了技术可行性和成本，以做出最终选择。,1997 年 10 月，丰田让普锐斯在日本亮相，比预定日期提前了两个月。当年 12 月，普锐斯开始上市销售。也意味着，此款车型为世界上第一辆大规模量产的汽油电动混合动力车。,普锐斯概述： 第一代普锐斯：1997-2001年 1997年12月10日，第一辆普锐斯NHW10混合动力量产版于日本开始发售。,动力方面：搭载一台1.5L 汽油发动机、永磁交流电马达，288伏镍金属氢化物（镍氢）电池组。汽油发动机提供的最大功率为58马力，最大扭矩为102牛米。电动马达的峰值功率和扭矩分别为40马力和305牛米。,第二代普锐斯： 2003年,动力方面：结合一个更小更轻的镍氢电池，NHW20的动力比NHW11更强劲也更有效率。普锐斯NHW20搭载一台1.5升4缸汽油发动机、永磁交流电马达和500伏镍金属氢化物（镍氢）电池组。汽油发动机提供76马力的功率和115牛米的扭矩。电动马达的峰值功率和扭矩分别为67马力和400牛米。 首次入华：普锐斯NHW20也是普锐斯首次进入中国的车型。中国市场的普锐斯由四川一汽丰田汽车公司于2005年12月开始生产，销售目标为3000辆。由于竞争的激烈与市场的不认可，普锐斯在中国的销量一直不太看好。2007年本田思域混合动力车的加入更加强化了这一状况,动力方面：将比上一款更加强劲：普锐斯NHW11搭载一台1.5升4缸汽油发动机、永磁交流电马达和274伏镍金属氢化物（镍氢）电池组。汽油发动机提供70马力的功率和111牛米的扭矩。电动马达的峰值功率和扭矩分别为44马力和350牛米。,第三代普锐斯： 上市时间： 尺寸：长4460mm宽1745mm高1490mm 与第二代普锐斯相比长度增加了15毫米 将原有的1.5升发动机升级为1.8升发动机,动力方面：1.8升汽油发动机，最大输出功率98马力，加上电动马达的马力总功率达到134马力。汽油发动机最大扭矩142牛米，电动马达最大扭矩为208牛米。配备了一个电动水泵，普锐斯成为第一辆不需皮带的量产车，而且还提高了燃油效率。电动马达和其他的混合动力元件也更小更有效率。,插电版普锐斯：,动力方面：与现有的普锐斯混合动力车相比，这款车主要的不同点在于其可以通过一根电缆插入到普通家用电源上，从而为电池充电。这款插入式普锐斯采用了1.5升汽油发动机和一个电动机。汽油发动机能够输出56千瓦的最大功率和110牛米的最大扭矩，而电动机可以输出50千瓦的最大功率和400牛米的最大扭矩。当使用电动机模式时，车辆能够连续行驶13公里，并且最高时速能够达到100公里。 插入式普锐斯在原有基础上加大了电池容量，使车能够在电动机工作时行驶更远的距离，而电池也可以在普通的家用电器插座上充电，充满电仅需一个半小时。,电池的原理介绍,普锐斯的发动机,动力电池简介,动力电池相关实验,结语,普锐斯的所有发动机都是采用阿特金森循环方式 阿特金森循环发动机 1882年，James Atkinson发明了一款发动机，与当时的奥托循环发动机不同的是，这款发动机压缩行程和做功行程时，活塞的位移是不一样的。阿特金森发动机使用了较为复杂的连杆作为动力从活塞到曲轴的输出，而活塞实际行程如下图所示,阿特金森循环与奥托循环 阿特金森循环.exe 奥体循环的发动机压缩比和膨胀比几乎相等 阿特金森循环发动机是保持压缩比不变，增大膨胀比。 实际上普锐斯的发动机使用的是米勒循环 普锐斯发动机压缩比10，膨胀比是13，柴油机18 VVT-I有一定的类似作用 阿特金森循环发动机缺点 低速扭矩低；转速低；升功率低,目 录,2,普锐斯概述,普锐斯的发动机,普锐斯的变速箱结构及变速原理,普锐斯的电机及电池,普锐斯的刹车系统,普锐斯的变速箱是由两个电机和一套行星齿轮机构组成，是靠对电机的控制实现无级变速。有别于机械无级变速的CVT,传统的CVT变速箱,1 普锐斯变速箱结构,2 普锐斯变速原理,混合动力车（演示）.exe.lnk,目 录,2,普锐斯概述,普锐斯的发动机,普锐斯的变速箱结构及变速原理,普锐斯的电机及电池,普锐斯的刹车系统,1 普锐斯的电机采用的是同我们的电动车一样的永磁同步电机 永磁同步电机原理 丰田电机原理.exe,普锐斯的电池 前两代普锐斯的电池是镍氢电池，97款是288V，6AH；04款额定电压是201.6V，6.5AH。第三代插电式普锐斯升级为锂电池，额定电压提高为345V，15AH。,插电版普锐斯电池,目 录,2,普锐斯概述,普锐斯的发动机,普锐斯的变速箱结构及变速原理,普锐斯的电机及电池,普锐斯的刹车系统,第二代普锐斯刹车系统油路图,普锐斯的刹车系统从第一代就采用了带能量回收的刹车系统。 车辆减速时通过传感器感应司机的刹车意图，先使大电机变成发电模式，所发出的电流经过调压、整流后为电池充电实现能量回收，当减速度仍然没有达到司机刹车意图时，再启动液压制动。这需要一套复杂的控制系统来实现，即使在能量回收状态也要通过传感器控制回收量来满足司机意图，如果回收量不受控制会使车辆急减速甚至使驱动轮抱死而使司机有失控感。,普锐斯的液压刹车系统的助力方式是通过液压泵直接给刹车油
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