混联式混合动力系统工作原理(丰田普锐斯THS).

1、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：剖视图：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 500

2、0 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 rpmMG1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MG2

3、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HV电池组：1.2V x 6 格格 x 28块块 = 201.6V1.2V x 6 格 x 38 块 = 273.

4、6V容量：容量：1.3KWh重量：重量：53.3公斤公斤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THS高压系统组成： H

5、V 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 ECUHV ECU分解器型速度传感器 (MG2)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

6、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THS 低压

7、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三相全桥逆变：U相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON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 三相全桥逆变：V相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON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 三相全桥逆变：W相，Vac=Vdc*2/2 VWUIPM变频器IPMMGONON三相全桥逆变：W相，定子线圈的极性和磁场强度是随时

8、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。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。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

9、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节能工作原理 THS工作模式：启动 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工作模式：低中速行驶 THS工作模式：中高速行驶 THS工作模式：全速或需要大扭矩时 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工作模式：减速