混联式混合动力系统工作原理(丰田普锐斯THS)

丰田各代ths解析摘要：一、丰田THS混合动力系统简介二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）2.第二代THS（2003年）3.第三代THS（2008年）4.第四代THS（2012年）5.第五代THS（2018年）三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现四、丰田未来混合动力技术发展趋势正文：一、丰田THS混合动力系统简介丰田混合动力系统（Toyota Hybrid System，简称THS）是全球范围内最为成功的混合动力技术之一。

自1997年首次应用于丰田普锐斯以来，THS凭借其卓越的燃油经济性、环保性能以及可靠性，赢得了全球消费者的认可。

二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）第一代丰田THS主要采用了一台1.5L四缸发动机和一台电动机组成的混合动力系统。

发动机和电动机分别负责动力输出和辅助动力输出，使得车辆在不同的驾驶条件下都能实现高效能的燃油经济性。

2.第二代THS（2003年）第二代THS在第一代基础上进行了多项技术升级，包括采用更大容量的镍氢电池、提高电动机的功率和扭矩等。

此外，第二代THS还引入了电子无级变速器（E-CVT），使得动力传输更加平顺。

3.第三代THS（2008年）第三代THS进一步优化了发动机和电动机的性能，提高了燃油经济性。

此外，第三代THS采用了全新的行星齿轮式混合动力系统，使得动力分配更加智能高效。

4.第四代THS（2012年）第四代THS采用了更小排量的发动机，如1.8L和2.0L，同时继续提高电动机的性能。

此外，丰田还为第四代THS引入了智能驾驶辅助系统，提升了驾驶安全性和舒适性。

5.第五代THS（2018年）第五代THS采用了全新的混合动力架构，包括更大容量的电池、更高效的电动机和发动机。

此外，第五代THS还引入了四驱系统，进一步提高了车辆的驾驶性能。

三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现我国作为全球最大的新能源汽车市场，丰田THS在我国市场同样表现出色。

丰田prius的结构原理丰田Prius是一款混合动力车型，它采用了独特的结构原理来实现高效节能。

1. 燃油发动机：丰田Prius搭载了一台内燃机，通常为汽油发动机。

燃油发动机负责为车辆提供动力，并通过驱动轴将动力传输到车轮上。

2. 电动机发电机：丰田Prius还搭载了一台电动机发电机，通常称为MG1（Motor Generator 1）。

这个电动机发电机的主要作用是通过利用发动机的动力产生电能，将电能储存到高压镍氢电池中，并为电动马达（MG2）提供电力。

3. 电动马达：丰田Prius还搭载了一台电动马达，通常称为MG2（Motor Generator 2）。

这个电动马达的主要作用是将储存于高压镍氢电池中的电能转化为动力输出，驱动车辆前轮。

4. 变速器：丰田Prius采用一种称为电力分配装置（Power Split Device）的变速器。

这个变速器能够通过控制发动机和电动马达的速度比例，提供不同的动力输出方式。

例如，在低速行驶时，电动马达可以单独提供动力，而高速行驶时，发动机和电动马达可以同时提供动力。

5. 高压镍氢电池：丰田Prius使用高压镍氢电池来存储和供应电能。

这种电池可以通过发动机发电、动能回收系统和插电式充电（部分车型）来获得充电。

高压镍氢电池可以为电动马达提供电力，并为车辆的辅助系统供电。

6. 控制系统：丰田Prius采用一套复杂的控制系统来监测并协调燃油发动机、电动马达和高压镍氢电池之间的动力分配和能量流动。

这个控制系统能够根据行驶条件和驾驶需求实时调整不同部件的使用比例，以实现最佳的动力性能和燃油效率。

通过以上的结构原理，丰田Prius能够实现燃油发动机和电动机的协同工作，最大限度地提高能源利用效率，减少油耗和尾气排放。

这使得丰田Prius成为一款环保节能的汽车。

丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析作为全球最成功的环保车型，丰田普锐斯（PRIUS）早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军，即使在我们的身边，也经常可以见到它们的身影。

目前，在国内生产的丰田普锐斯（PRIUS）是采用丰田第二代混合动力系统，集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车（图1）。

丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)，可以根据车辆行驶状态，灵活地使用2种动力源，并且弥补2种动力源之间不足之处，从而降低燃油消耗，减少有害气体排放，发挥车辆的最大动力。

由于其THS-Ⅱ电机及驱动系统结构复杂，技术先进，本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理，以帮助读者更进一步了解THS-Ⅱ系统。

一、THS-Ⅱ电机及驱动控制系统的特点1.在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。

2.采用大功率电机输出，提高电机的利用率。

当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。

3.极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。

二、THS-Ⅱ电机及驱动系统基本组成1.HV蓄电池：由168个单格镍氢电瓶（1.2V×6个电瓶×28个模块）组成，额定电压DC20 1.6V，安装在车辆后备厢内。

在车辆起步、加速和上坡时，HV蓄电池将电能提供给驱动电机。

2.混合动力变速驱动桥：混合动力变速驱动桥由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成（图2）。

3.变频器：由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。

（1）增压转换器：将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V（反之从DC500V降压到DC201.6V）。

（2）逆变整流器：将DC500V转换成AC500V，给电动机MG2供电。

反之将AC500V 转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。

（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V，为车身电器供电，同时为备用蓄电池充电。

混联式混合动力系统工作原理普锐斯THS的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.启动和行驶初期阶段：启动发动机时，发动机控制单元监测环境条件和驾驶员的需求，然后控制电动机和发动机启动。

在低速行驶（约为40千米/小时以下）和启动过程中，纯电动模式下可以完全由电动机驱动，减少油耗和排放。

2.加速阶段：当驾驶员需要加速时，发动机控制单元利用电动机的动力来提供附加扭矩，以减小发动机的负荷，从而降低燃油消耗。

电动机和发动机可以同时或分别驱动车轮。

3.稳定行驶阶段：一旦车辆达到所需的速度，车辆将进入稳定行驶阶段。

此时，发动机控制单元会动态选择发动机和电动机之间的最佳功率分配，以保持最佳的燃油效率。

例如，在低负荷和低速时，系统可能大部分时间由电动机提供动力。

4.制动回收能量：普锐斯THS还具备制动能量回收系统，也称为再生制动系统。

当驾驶员踩下刹车时，电动机开始工作作为发电机，将慢慢减速并转化为电能，存储在高容量的电池中。

这个过程减少了制动损耗，将能量保留并用于给加速提供动力。

整个系统的工作依赖于发动机控制单元，该单元根据驾驶员需求和行驶条件来精确地控制电动机和发动机之间的切换和功率分配。

另外，电动机还可以通过发动机控制单元充电，以确保高电池电荷状态。

总的来说，混联式混合动力系统通过将燃油发动机和电动机结合起来，利用两者的优势来提高燃油效率和减少排放。

在低负荷和低速驾驶时，电动机提供动力，减少燃油消耗；而在加速和高负荷情况下，发动机和电动机联合工作，提供更大的动力输出。

制动回收能量系统进一步减少了能量损失，提高了能源利用率。

这使得普锐斯THS在城市行驶和经济性方面具有显著优势。

详解普锐斯动力驱动系统由于丰田Prius汽油/电力混合动力车辆有着跑车的外观、类似航空设备的仪表板显示和无噪声平稳启动，那么一点也不奇怪，该车是同类车型中销售得最快的车辆。

(图1) 可是，除此之外，该车有一个可识别的重要特征：省油。

美国环境保护局(EPS)给出燃油级别：街道上是61英里/加仑(mpg)，高速公路(理想测试条件)上是50mpg。

实际的，司机可期待的街道/高速路组合路面的燃油数是45到50mpg. 混合动力汽车的特色是，由汽油发动机发动，然后转换成电池动力以加速。

可是，Prius采取了不同的处理方法，用电池动力发动，然后在速度超过20mph 时，转换到汽油发动机。

虽然Prius有大的突破，但司机不必为了最大限度的节油而从完全制动开始踩油门。

由于美国和世界其他国家曾面临过的最高油价，在另外汽油消费能力不强的市场，Prius的耗油数是个受欢迎的信号。

混合动力系统技术Prius设计是基于Toyota称之为混合动力协同驱动概念。

此概念目标是协同电动马达动力和汽油发动机动力，并使汽车功率和环境性能最大化成为可能。

Prius最近的型号是基于Toyota混合动力总系统II (THS-II)技术。

THS-II系统的每个连续世代的产品改进了汽油燃效和减少散热，包括一个同轴的4缸1.5升发动机，一个高压镍氢电池(NiMH)，一个带行星齿轮系统的智能混合动力驱动桥和一个复杂的发动机控制部件(图2)。

两种方法的混合物基本上，两种形式的汽车动力系统都存在：串联和并联。

每个都有各自整套正面和反面的特点。

不象其他混合动力汽油-电动车辆，Prius使两者结合了，并最大化每个的强项和补足他们的弱项。

在串联混合动力系统中，汽油发动机启动发生器，而产生的电流使电动马达驱动车轮(图3)。

汽车运行中，此处使用的低输出功率发动机在最经济的范围内保持汽车以稳定速度行驶，并使之有效的给电池再充电。

在并联混合动力系统中，汽油发动机和电动马达都直接驱动车轮。

丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修学习目标1. 了解丰田普锐斯混合动力汽车性能2. 认识THS、变速驱动桥、发动机系统、制动系统和起动系统的结构3. 掌握这些系统的运行模式和工作原理，熟悉诊断流程和方法。

普锐斯混合动力系统组成及运行模式一、概述丰田混合动力汽车的核心技术是丰田混合动力系统（THS-I），它结合了汽油发动机和电机两种动力，通过并联或串联相结合的方式进行工作，以达到良好的动力性、经济性和低排放效果。

2003 年，丰田公司推出了第二代丰田混合动力系统（THS-II），该系统运用在普锐斯和凯美瑞等混合动力车型上。

另外，它采用了由大功率混合动力汽车蓄电池（额定电压为直流201.6V，简称为“HV 蓄电池”）和可将系统工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统。

（1）优良的行驶性能丰田混合动力系统 II（THS-II）采用了由可将工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统，可在高压下驱动电动机一发电机 1（MG1）和电动机一发电机 2（MG2），并以较小电流将与供电相关的电气损耗降到最低。

因此，可以使 MG1 和 MG2 高转速、大功率工作。

通过高转速、大功率 MG2 和高效 1NZ-FXE 发动机的协同作用，达到较高水平的驱动力，使车辆获得优良的行驶性能。

（2）良好的燃油经济性THS-II 通过优化MG2 的内部结构获得高水平的再生能力，从而实现良好的燃油经济性。

THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作。

在发动机工作效率良好的情况下，发动机在发电的同时，使用 MG1 驱动车辆。

因此，该系统以高效的方式影响驱动能量的输入一输出控制，以实现良好的燃油经济性。

THS- Ⅱ车辆减速时，前轮的动能被回收并转换为电能，通过 MG2 对 HV 蓄电池再充电。

（3）低排放 THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作，实现发动机尾气的零排放。

丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修学习目标1. 了解丰田普锐斯混合动力汽车性能2. 认识THS、变速驱动桥、发动机系统、制动系统和起动系统的结构3. 掌握这些系统的运行模式和工作原理，熟悉诊断流程和方法。

普锐斯混合动力系统组成及运行模式一、概述丰田混合动力汽车的核心技术是丰田混合动力系统（THS-I），它结合了汽油发动机和电机两种动力，通过并联或串联相结合的方式进行工作，以达到良好的动力性、经济性和低排放效果。

2003 年，丰田公司推出了第二代丰田混合动力系统（THS-II），该系统运用在普锐斯和凯美瑞等混合动力车型上。

另外，它采用了由大功率混合动力汽车蓄电池（额定电压为直流201.6V，简称为“HV 蓄电池”）和可将系统工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统。

（1）优良的行驶性能丰田混合动力系统 II（THS-II）采用了由可将工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统，可在高压下驱动电动机一发电机 1（MG1）和电动机一发电机 2（MG2），并以较小电流将与供电相关的电气损耗降到最低。

因此，可以使 MG1 和 MG2 高转速、大功率工作。

通过高转速、大功率 MG2 和高效 1NZ-FXE 发动机的协同作用，达到较高水平的驱动力，使车辆获得优良的行驶性能。

（2）良好的燃油经济性THS-II 通过优化MG2 的内部结构获得高水平的再生能力，从而实现良好的燃油经济性。

THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作。

在发动机工作效率良好的情况下，发动机在发电的同时，使用 MG1 驱动车辆。

因此，该系统以高效的方式影响驱动能量的输入一输出控制，以实现良好的燃油经济性。

THS- Ⅱ车辆减速时，前轮的动能被回收并转换为电能，通过 MG2 对 HV 蓄电池再充电。

（3）低排放 THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作，实现发动机尾气的零排放。

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丰田混动系统（THS）的工作原理1. 引言丰田混动系统（Toyota Hybrid System，简称THS）是一种由丰田汽车公司开发的混合动力系统，旨在提高汽车的燃油经济性和环境友好性。

THS采用了电动机和燃油发动机的组合，以实现更高效的动力传输和减少尾气排放。

本文将详细解释THS 的工作原理，包括其基本原理、电动机与燃油发动机之间的协调工作以及能量的转换和储存。

2. THS的基本原理THS是一种串联式混合动力系统，由电动机、燃油发动机、发电机和电池组成。

基本原理是通过电动机和燃油发动机的协调工作，实现汽车的动力传输和能量转换。

THS的核心是电动机和燃油发动机的组合。

电动机主要负责低速驱动和启动，而燃油发动机则用于高速驱动和长途行驶。

在加速和行驶过程中，电动机和燃油发动机可以单独或同时工作，以提供所需的动力。

3. 电动机与燃油发动机的协调工作在THS系统中，电动机和燃油发动机通过一个复杂的控制系统进行协调工作。

该控制系统根据驾驶员的需求和当前行驶条件，自动选择电动机、燃油发动机或两者同时工作。

当驾驶员需要低速驱动或启动时，电动机会独立工作。

电动机通过电池提供的电能驱动车辆，同时将制动能量转化为电能储存到电池中。

这种能量转换和储存方式称为再生制动。

当驾驶员需要高速驱动或长途行驶时，燃油发动机会启动并提供动力。

燃油发动机通过燃烧汽油产生动力，并通过发电机将多余的能量转化为电能储存到电池中，以备后续使用。

在加速和行驶过程中，电动机和燃油发动机可以同时工作。

这种情况下，电动机和燃油发动机的动力输出会通过一个功率分配装置进行协调，以实现最佳的燃油经济性和动力性能。

4. 能量的转换和储存在THS系统中，能量的转换和储存是非常重要的。

电池是能量的储存器，可以将电能储存起来，并在需要时释放。

电池通常是锂离子电池或镍氢电池，具有较高的能量密度和较长的使用寿命。

能量的转换主要通过电动机和发电机实现。

电动机可以将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。

普锐斯混合动力汽车的工作原理简介45环境污染是当今世界面临的三大问题之一，采用汽油、柴油作为燃料的汽车所排放的尾气对环境造成的污染总所周知，尾气中的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化合物已成为大气中的主要污染源，对人的身体健康有极大的危害。

现今，汽车与人们的日常生活和生产已密不可分，因此随着空气质量的日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，开发低排放、低油耗的新型汽车成为了当今汽车工业界的紧迫任务。

20世纪90年代以来，世界各国对环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。

虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是，目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。

由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，故目前电动汽车还无法取代内燃机汽车，除非燃料电池技术有重大突破。

现实迫使汽车工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置的汽车，日本丰田公司推出的普锐斯混合动力汽车则为目前较为成熟的代表。

普锐斯混合动力汽车的关键技术在于如何配合使用两种动力：电力动力和发动机动力，下面本文将从驱动动力工作原理方面介绍普锐斯混合动力汽车的工作原理。

一、普锐斯混合动力系统组成如图1所示,普锐斯混合动力系统主要由MG1、 MG2、 HV 蓄电池、变频器、发动机、行星齿轮机构、差速器等组成。

根据车辆的行驶状况，普锐斯高效率地综合使用两种动力一一发动机和电动机／发电机，其中发动机提供主要动力。

发动机的动力分为两部分：由混合动力变速驱动桥中行星齿轮组提供给车轮的动力和提供作为发电机的MG1的动力。

混合动力变速驱动桥包括M G1、M G2和行星齿轮组，并且在这些组件的配合下，通过无级变速使车辆平稳地行驶。

图1 普锐斯混合动力系统二、普锐斯混合动力汽车的动力驱动形式（一）发动机驱动发动机通过行星齿轮驱动车辆时，发电机(MG1)由发动机通过行星齿轮带动旋转，为电动机／发电机提供电能。

（二）个性化的动力选择模式普锐斯汽车在动力驱动方面提供了三中选择模式：EV(纯电动模式)\ECO(节能模式)和PWR运动模式(三)电动机(MG2)驱动如图2所示，电动机(M G2)接收来自H V蓄电池的电能，以普锐斯混合动力汽车的工作原理简介甘光武（545006 柳州市第一职业技术学校广西柳州）【摘要】日本丰田公司推出的普锐斯混合动力汽车是油电混合较为成熟的代表，而普锐斯混合动力汽车的关键技术在于如何配合使用两种动力：电力动力和发动机动力，本文将从电力动力和发动机动力工作原理方面介绍普锐斯混合动力汽车的工作原理。

丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ)张金柱(黑龙江工程学院汽车系,黑龙江哈尔滨150050)摘要:丰田公司生产的prius 轿车是世界上第一款大批量生产的混合动力汽车。

介绍该车所用丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ)的结构、原理和特点。

关键词:丰田;混合动力系统;结构中图分类号:TK 411 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2005)03-0006-04Second G eneration of Toyota H ybrid System (TH S Ⅱ)ZH ANGJin -zhu(Autom otive Dept.of Heilongjiang Engineering Institute ,Harbin 150050,China )Abstract :Prius car produced by T oy ota is the first style of hybrid power autom otives produced in large batch in the w orld.This pa 2per introduces the structure ,the principle and features of THS Ⅱused in the car mentioned above.K ey w ords :T oy ota ;Hybrid system ;structure 基金项目:黑龙江省自然基金资助项目(E2004-04)作者简介:张金柱(1963-),男,副教授,工学硕士,研究方向为汽车动力系统检测、开发与设计。

收稿日期:2005-03-15 丰田公司于1997年开始销售混合动力的Prius ,它是世界第一款商业用途的大批量生产的混合动力汽车。

丰田混合动力车的动力中枢是混合动力系统(THS —T oy ota Hybrid System ),它使汽油机和电力两种动力系统通过串联与并联相结合的形式进行工作,达到低排放的效果。