混合动力系统(部件)

组件THSII主要组件HV电池带转换器的变频器总成•增压转换器•变频器•DC/DC转换器辅助电池发动机动力管理控制ECU(HVCPU)混合动力传动桥•发电机(MG1)•马达(MG2)高电压线束带马达的压缩机总成(带变频器)组件THSII主要组件–系统图HV电池带转换器的变频器总成辅助电池发动机动力管理控制ECU(HVCPU)带马达的压缩机总成(带变频器)混合动力传动桥发电机(MG1)马达(MG2)ECM变频器DC/DC转换器增压转换器:高电压线束高电压线束概要–高电压线束承受高电压，高电流高电压线束网状屏蔽线护套高电压线束系统图HV电池增压转换器MG1变频器带转换器的变频器总成MG2变频器辅助电池带马达的压缩机总成(带变频器)Max.DC650VDC244.8VDC14V混合动力传动桥ACACDC-DC转换器For辅助电池DC244.8V高电压线束位置带马达的压缩机总成带转换器的变频器总成HV电池混合动力传动桥(MG1,MG2)高电压线束混合动力传动桥概要–混合动力传动桥主要由下列组件构成MG2动力分配行星齿轮油泵(机械型)MG1主减速从动齿轮中间轴齿轮差速器小齿轮传动桥减震器主减速驱动齿轮马达减速行星齿轮P410混合动力传动桥组合齿轮单元混合动力传动桥齿轮传动链发动机传动桥减震器MG1差速器小齿轮主减速从动齿轮中间轴齿轮MG2油泵马达减速行星齿轮组合齿轮单元动力分配行星齿轮混合动力传动桥组合齿轮单元–结构驻车锁止齿轮齿圈(马达减速行星齿轮)齿圈(动力分配行星齿轮)中间轴齿轮[组合齿轮单元]动力分配行星齿轮单元中间轴齿轮(组合齿轮)马达减速行星齿轮单元混合动力传动桥组合齿轮单元–齿轮传动链MG1MG2发动机到前轮动力分配装置•太阳轮:MG1•行星齿轮架:发动机•齿圈:组合齿轮(到车轮)马达减速装置•太阳轮:MG2•行星齿轮架:固定•后齿轮:组合齿轮(到车轮)混合动力传动桥起步混合动力传动桥着车起步混合动力传动桥低负荷混合动力传动桥加速混合动力传动桥D档域减速混合动力传动桥B档域减速再生制动声音混合动力传动桥倒车混合动力传动桥马达减速行星齿轮单元–降低MG2转速并增加扭矩减速比:2.64扭矩车速没有减速机构有减速机构混合动力传动桥MG(马达发电机)–结构MG1MG2转子定子定子线圈永久磁铁转子定子定子线圈永久磁铁混合动力传动桥MG(马达发电机)–结构混合动力传动桥MG(马达发电机)–输出特性•在转子开始旋转时产生最大扭矩扭矩输出马达转速+混合动力传动桥MG(马达发电机)–MG包括定子线圈,永久磁铁永久磁铁(转子)定子线圈混合动力传动桥MG(马达发电机)–MG通过3相交流电旋转混合动力传动桥MG(马达发电机)–定子线圈的极性和磁性时刻变化混合动力传动桥MG(马达发电机)–永久磁铁转子因为定子线圈的吸引和排斥旋转混合动力传动桥MG(马达发电机)混合动力传动桥MG(马达发电机)混合动力传动桥MG(马达发电机)–马达转速和扭矩马达扭矩由电流大小控制马达转速由电流频率控制低扭矩高扭矩低速高速混合动力传动桥传动桥减震器–当传输较大动能时能减轻振动传动桥减震器混合动力传动桥油泵–2种类型油泵•机械油泵•电子油泵(GS450h和LS600h)机械油泵电子油泵P410[PRIUS(ZVW30)]L110L[LS600h]混合动力传动桥机械油泵–发动机通过主轴驱动油泵以润滑齿轮机械油泵油泵主动齿轮油泵从动齿轮油泵盖油泵转子轴发动机混合动力传动桥驻车锁止执行器–结合或脱开传动桥驻车锁止机械机构驻车锁止执行器驻车锁止机械机构组合齿轮•驻车锁止齿轮混合动力传动桥驻车锁止执行器–变速器控制ECU控制驻车锁止执行器锁止/解锁请求驻车锁止执行器动力管理控制ECU(HVCPU)控制位置“P”或“非P”P位置开关换挡杆位置传感器混合动力传动桥驻车锁止机械机构变速器控制ECU混合动力传动桥驻车锁止执行器–磁阻马达•不使用碳刷和磁铁减速机构换档控制马达旋转角度传感器(HallIC)磁铁输出轴线圈定子转子W相V相U相[磁阻马达]驻车锁止执行器混合动力传动桥驻车锁止执行器–控制磁阻马达•磁性引力使转子旋转电磁铁UUUUVVVV电流流向UUUUVVVV磁性引力混合动力传动桥驻车锁止执行器–Cycloid减速机构•确保完成释放操作减速机构换档控制马达旋转角度传感器(HallIC)磁铁输出轴[Cycloid减速机构]内齿轮(61齿)外齿轮(60齿)偏心板输出轴偏心板中心马达输入轴轴心带转换器的变频器总成概要带转换器的变频器总成增压转换器DC244.8VMax.DC650V变频器ACDCDC/DC转换器DC244.8VDC14VMGECU控制变频器组件带转换器的变频器总成概要变频器(DCAC)带转换器的变频器总成HV电池(DC244.8V)带马达的压缩机总成传动桥电池模块辅助电池增压转换器(DC244.8VDC650V[max.])DC/DC转换器[辅助电池](DC244.8VDC14V)forMG2forMG1MG2MG1SMRDC244.8VMGECU动力管理控制ECU(HVCPU)带转换器的变频器总成概要–主要组件DC/DC转换器部分互锁开关(变频器端子盖)变频器端子盖变频器电流传感器MGECU电容反应器智能动力模块(IPMs)带转换器的变频器总成概要–系统图IGBTIGBT变频器(AC)IPM增压转换器(DC)IPM反应器带转换器的变频器总成MGECU动力管理控制ECU(HVCPU)DC/DC转换器MG1MG2HV电池带转换器的变频器总成变频器–AC电压的产生:S1和S4转到ON:S2和S3转到ON+Vd-Vd0V+-ABAAABBAC电压带转换器的变频器总成变频器–产生正弦波AC电压面积相等TsTsTonVdVi=控制l“Ton”产生正弦波型ACVd带转换器的变频器总成变频器–马达运作VWUIPMIPMMGONONVWVW变频器带转换器的变频器总成变频器–马达运作IPMIPMMGONONWVUVWUONVWU变频器带转换器的变频器总成变频器–马达运作VWUIPMIPMMGONONVUVU变频器带转换器的变频器总成变频器–马达运作VWUIPMIPMMGONONONVWUVWU变频器带转换器的变频器总成变频器–马达运作IPMVIPMMGONONWUWUWU变频器VWUIPMIPMMG到可变电压系统变频器带转换器的变频器总成变频器–发电机运作再生电压VWVWVWUIPMIPMMG到可变电压系统变频器带转换器的变频器总成变频器–发电机运作再生电压VWUVWUVWUIPMIPMMG到可变电压系统变频器带转换器的变频器总成变频器–发电机运作再生电压VUVUVWUIPMIPMMG到可变电压系统变频器带转换器的变频器总成变频器–发电机运作再生电压VWUVWUVWUIPMIPMMG到可变电压系统变频器带转换器的变频器总成变频器–发电机运作再生电压WUWU带转换器的变频器总成变频器–运作(0－扭矩控制)VWUIPMIPMMG变频器WUWUVON抵消产生的电压(V1=V2)车轮旋转产生了电压V2V1带转换器的变频器总成增压转换器–将HV电池提供的电压增大244.8VMax.650VMG1MG2HV电池增压转换器电功率=电压x电流发热量=电流的平方x电阻如果电压变为2倍并且电动率不变,那么电流将减半.那么热能损失将降低3倍.带转换器的变频器总成增压转换器–反应器用来进行增大电压的操作可变电压系统HV电池变频器244.8V反应器特性:抵抗电流的变化(试图保持电流)带转换器的变频器总成增压转换器–增压运作可变电压系统HV电池ON变频器244.8V带转换器的变频器总成增压转换器–增压运作可变电压系统HV电池244.8VON变频器可变电压系统HV电池变频器244.8-650VOFF带转换器的变频器总成增压转换器–降压运作(当充电时)可变电压系统HV电池变频器ON可变电压系统HV电池变频器ON可变电压系统HV电池变频器带转换器的变频器总成增压转换器–降压运作(当充电时)OFF带转换器的变频器总成增压转换器–降压运作(当充电时)可变电压系统HV电池变频器ON电压是由IGBT控制带转换器的变频器总成DC/DC转换器DC244.8VDC–DC转换器变频器总成辅助电池DC14VDCACAC244.8VAC12VACDCMG1MG2HV电池变频器可变电压系统12V电压系统(ECU等.)带转换器的变频器总成DC/DC转换器–DC-DC转换器的运作DC244.8V变压器DCACDC14V整流器二极管滤波电路辅助电池DC–DC转换器带转换器的变频器总成MGECU–根据从动力管理控制ECU(HVCPU)的信号控制变频器和增压转换器带转换器的变频器总成MGECU变频器增压转换器所需动力、马达温度等.变频器输出电流值变频器温度.故障信息等.控制HV车辆控制ECUHV电池总成电源提供–2个电池HV电池(DC244.8V)辅助电池(DC12V)用于高电压系统(MG,A/C压缩机)用于DC12V系统(ECU,大灯等.)HV电池总成组件HV电池(电池模块)电池智能单元服务插销连接器HV接线盒总成HV电池冷却风扇(无电刷)HV电池增压转换器变频器forMG2带转换器的变频器总成辅助电池带马达的压缩机总成(带变频器)DC244.8VDC14V混合动力传动桥ACDC-DC转换器（辅助电池）DC244.8VHV电池总成HV电池(电池模块)–高电压的应用DC12V系统充电驱动A/C压缩机车辆行驶HV电池总成HV电池(电池模块)–6单元(7.2V)x34模块=DC244.8V电池模块(6cell=7.2V)单元(1.2V)34电池模块+--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--++--+HV接线盒总成服务插销34电池模块HV电池总成HV电池(电池模块)–SOC(充电状况)指示HV电池的充电状况充电过度范围放电过度范围SOC的充电举例SOC控制上限SOC控制下限目标SOCSOC时间充电放电HV电池总成服务插销–手动关闭高电压电路服务插销互锁开关主保险丝主保险丝互锁开关服务插销19电池模块9电池模块+-HV电池总成服务插销绝缘手套拆卸安装可听到滴答声HV电池总成SMR(系统主继电器)–连接和断开HV电池和高电压线束SMRPSMRBSMRGPrechargeResistorHV电池+-SMRGSMRPSMRBPrechargeResistorHV电池总成SMR(系统主继电器)–结构HV电池总成冷却风扇HV电池冷却风扇CoolingAirFlowIntakeAirDuct排风管HV电池进气口(桌椅右侧)HV电池总成电池智能单元–将HV电池的信息传输给动力管理控制ECU(HVCPU)电池智能单元服务插销温度感应器HV电池电流感应器电压x14+-温度x3电池智能单元动力管理控制ECU(HVCPU)监控高电压系统的绝缘电阻传输HV电池的信息HV电池信息辅助电池概要–提供给ECU和辅助设备的电源，如音响等辅助电池(密封型号)行李箱辅助电池结构–使用密封型电池氢气排放管氢气排放管没有通气孔发动机阿特金森循环(AtkinsonCycle)压缩行程膨胀行程热效率高压缩扩张阿特金森循环奥托循环下止点上止点奥托循环ABCDClose进气门活塞运动阿特金森循环发动机阿特金森循环–进气门的关闭时间被延迟,因而延迟了实际的压缩行程的开始关闭时间被延迟实际压缩行程缩短Open实际压缩行程A:膨胀冲程B:排气冲程C:进气冲程D:压缩冲程发动机阿特金森循环–和奥托循环相比较进气损失和排气损失的减少上止点下止点气缸容积0低(Vacuum)气缸压缩压力(kPa)高阿特金森循环奥托循环排气损失进气损失:阿特金森循环:奥托循环阿特金森循环奥托循环ABCD压缩开始线A:膨胀冲程B:排气冲程C:进气冲程D:压缩冲程发动机阿特金森循环–依靠驱动情况，气缸容积通过VVT-i是可以改变的气门正时(进气门)气缸容积102°VVT-iOperation下