丰田混合动力系统THS的主要部件电机与电池

1、THSHV 蓄电池制动执行器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混合驱动桥变频器发动机档位传感器(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 ECUHV ECU分解器型速度传感器 (MG2)nTHS-电机及驱动控制系统的特点链条的传动比改变由滚锥轴承变为滚珠轴承采用WS型变速器液MG1 发电机MG2 电动机n定子绕组采用三相Y形连接，每相由4个绕组并联，可以在给电机输入较大电流下，获得最大转矩和最小转矩脉动。n转子采用稀土永磁材料作为永磁铁，安装在转子铁芯内部（内埋式永磁转子）。n转

2、子内的永磁铁为“V”形，有效集中了磁通量，提高电机的扭矩。项目项目04 PRIUS类型同步交流电动机功能发电、驱动车轮额定电压 VAC 500最大输出功率kW (PS) / rpm50 (68) / 1200 1540最大扭矩Nm (kgfm) / rpm400 (40.8) / 0 - 1200最大扭矩时的电流Arms230最大转速6,700 rpm冷却系统水冷项目项目04 PRIUS类型同步交流电动机功能发电机, 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最大扭矩Nm (kgfm) / rpm45 (4.58) / 0 60

3、00最大扭矩时的电流Arms75最大转速10,000 rpm冷却系统水冷空调变频器空调变频器直流转换器直流转换器空调变频器空调变频器直流转换器直流转换器空调变频器空调变频器直流转换器直流转换器空调变频器空调变频器直流转换器直流转换器空调变频器空调变频器直流转换器直流转换器 IGBT是全控型功率半导体器件，它是由是全控型功率半导体器件，它是由MOSFET场效应管与场效应管与GTR大功率达大功率达林顿晶体管结合，并由前者担任驱动，因此具有：驱动功率小，通态压降低，开林顿晶体管结合，并由前者担任驱动，因此具有：驱动功率小，通态压降低，开关速度快等优点，目前已广泛应用于变频调速，开关电源等电子领域，就

4、全控性关速度快等优点，目前已广泛应用于变频调速，开关电源等电子领域，就全控性能而言，能而言，IGBT是最适合斩波应用的器件，而且技术极为简单，几乎是最适合斩波应用的器件，而且技术极为简单，几乎IGBT器件本器件本身就构成了斩波电路身就构成了斩波电路。 n功用：功用：n受受HV ECU控制，将控制，将DC500V转换成转换成AC500V，给电动机，给电动机MG1或或MG2供电。供电。反之反之MG1/2输出的输出的AC500V转换成转换成DC500V，经降压后，给，经降压后，给HV蓄电池充电。蓄电池充电。n将电流控制的信息传输给将电流控制的信息传输给HV ECU。n组成n逆变电路（以供给MG2电源

5、为例）由绝缘栅双极型晶体管V1-V6、整流二极管D1-D6和电容器C组成电压型三相桥式逆变电路。n原理n由VH ECU触发绝缘栅双极型晶体管控制极，使V1V6快速导通和关断，强行将DC500V直流电转换成三相AC500V交流电。如果改变V1V6的触发信号频率和时间，就能改变逆变器输入电机MG2定子绕组电流空间相量的相位和幅值，以适应电机MG2的驱动需要。反之，电机MG2在车辆减速或制动时产生再生制动电能，经绝缘栅双极型晶体管V1V6全控型桥式整流电路整流降压后，向HV蓄电池充电。VWUIPM变频器IPMMGONONVWUIPM变频器IPMMGONONVWUIPM变频器IPMMGONONVWUI

6、PMIPMMG再生电压再生电压到可变电压系统变频器HV ECUMG1 变频器MG2 变频器GUUGVUGWUMUUMVUMWUMG2MG1ExtSINCOSExtSINCOS MG1分解器MG2分解器变频器GUUPWM脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 RX400HV 蓄电池 (DC201.6V)电压传感器变频器电流传感器关闭温度传感器MG分解器HV ECU失效信号PWM (U,V,W)电机速度诊断需求的扭矩通讯

7、电机控制 部分n增压转换器增压转换器n功用n增压转换器增压转换器n电路组成：n电抗器Ln绝缘栅双极型晶体管V7、8n二极管D7、8n电容器C1n增压转换器n原理n升压时，HV ECU导通和关断V8的控制极（绝缘栅双极型晶体管V8起开关作用），使电抗器L上的感应电动势与HV蓄电池DC201.6V电压叠加提供高压电源。n降压时，降压时，HV ECU利用绝缘栅双极型晶体管V7导通，把DC500V降压为平均值DC201.6V的直流电压，向HV蓄电池充电。可变电压系统HV 蓄电池ON变频器288V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201-500V直流直流OFF可变电压

8、系统HV 蓄电池变频器ON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可变电压系统HV 蓄电池变频器ON电压的调节由绝缘栅双极晶体管完成电压的调节由绝缘栅双极晶体管完成n直流转换器空调变频空调变频器器直流转换器直流转换器空调变频空调变频器器直流转换器直流转换器nDCDC转换器转换器n电压转换电压转换 DC 201V DC 12VDC 201VDC DC转换器DC 500V变频器 总成辅助蓄电池DC 12VDCACAC 201VAC 12VACDCMG1MG2HV 蓄电池变频器可变电压系统nDC DC 转换器转换器n运作运作DC 12VDC 201V变压

9、器变压器直流直流 交流交流整流二极管整流二极管滤波电路滤波电路 辅助 蓄电池直流直流转换器 n空调变频器空调变频空调变频器器直流转换器直流转换器空调变频空调变频器器直流转换器直流转换器n冷却nNi-MHn高储能、低重量n有风冷的冷却系统nTHS-通过充放电来保持HV蓄电池的SOC（充电状态）为恒定数值n蓄电池、蓄电池ECU、检修塞和SMR（系统主继电器）集中于行李箱中nTHS-系统的蓄电池有28个模块共168个电瓶。1.2Vx6个电瓶x28个模块=201.6V电瓶单元接线盒总成检测塞电流传感器SMR2SMR3电池盖电池固定托架蓄电池ECU通风管n检测塞可以切断HV蓄电池中部的高压电路。n检修塞总成包括互锁的导线开关，将卡框翻起，关闭导线开关，进而切断SMR。n先关闭点火开关，再拔下检修塞。维修插销电流传感器SMR2SMR1SMR3电阻HV 蓄电池检修塞电源开关空气囊传感器总成断路传感器互锁开关 (检修塞)互锁开关(变频器盖)变频器HV ECU电源控制ECU电压传感器蓄电池 ECU检修塞CAN蓄电池冷却风扇继电器蓄电池冷却风扇电机HV 蓄电池蓄电池冷却风扇控制器BEAN电流传感器电压x 14+-HV ECU空调 ECU发动机 ECU (ECM)温度 x 4蓄电池 ECU(32-bit)网关 ECU温度