丰田混合动力内部培训的资料63页PPT

丰田混合动力技术培训课 件
目录
单击此处添加文本 丰田混合动力的概述 丰田混合动力的组成 丰田混合动力的工作原理 丰田混合动力的优势与不足
丰田混合动力的发展趋势与未来展望
丰田混合动力的定义
丰田混合动力技 术是一种将内燃 机和电动机相结 合的驱动系统
内燃机和电动机 可以单独或同时 工作，以实现最 佳的燃油效率和 动力性能
丰田混合动力技 术可以降低油耗， 减少排放，提高 驾驶舒适性
丰田混合动力技 术已经广泛应用 于丰田的多款车 型，如普锐斯、 凯美瑞等
丰田混合动力的发展历程
添加标题
1997年，丰田推出全球首款混合动力汽车普锐斯
添加标题
2005年，丰田推出第三代普锐斯，增加了更多的安全配 置和舒适性配置
添加标题
2015年，丰田推出第五代普锐斯，采用了全新的TNGA 架构，提高了安全性和舒适性
混合动力模式工作原理
混合动力系统由内燃 机和电动机组成
内燃机负责提供动力， 电动机负责辅助动力
内燃机和电动机通过 控制系统协调工作
在低速行驶时，电动 机为主，内燃机为辅
在高速行驶时，内燃 机为主，电动机为辅
在制动时，电动机回 收能量，为电池充电
发动机模式工作原理
发动机模式：在车辆行驶过程中，发动机直接驱动车轮，提供动力 工作原理：当车辆需要加速或爬坡时，发动机会启动，提供足够的动力 优点：发动机模式可以提供强大的动力，满足车辆在各种路况下的行驶需求 缺点：在发动机模式下，车辆的燃油经济性较差，排放污染也较高
电动机控制器（MCU）：负责 控制电动机的转速和扭矩，实 现车辆的加速和减速
发动机控制器（ECU）：负责 控制发动机的点火和喷油，实 现发动机的高效运行

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任务分析
要熟悉普锐斯混合动力汽车的技术特点，掌握丰田混合动力 系统的组成、工作原理和混合动力控制系统，需以下几个步骤：
1
归纳总结普锐斯混合动力系统的技术特点
2
分析丰田混合动力系统的组成和工作原理
3
分析丰田混合动力控制系统
6
一、普锐斯混合动力汽车技术特点
THS-Ⅱ组成简图 1-减速器 2-行星齿轮机构 3-发动机 4-MG1（发电机） 5-HV（混合动力汽车）蓄电池 6-变频器 7-MG2（电动机）
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丰田混合动力系统主要部件的位置（2）
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1. HV（混合动力汽车）变速驱动桥
MG1和MG2 1-MG1 2-MG2
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发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图
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发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理
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2. HV蓄电池
HV蓄电池
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3. 变频器总成
变频器总成
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（1）作用及组成 变频器总成用于将高压直流电（HV 蓄电池）转换为 交流电（发电机MG1和电动机MG2）；反之亦可，将交 流电（AC） 转换为直流电（DC）。其组成部件包括增 压转换器、DC/DC转换器和空调变频器。
发动机驱动车轮
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（3）发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋 转，为HV蓄电池充电
发动机发电
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（4）车辆减速时，车轮的动能被回收并转化为电能， 并通过电动机/发电机为HV蓄电池再次充电
车轮的动能回收
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2. 工作原理
车辆行驶状况
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行星齿轮组与发动机、MG1和MG2连接关系 1-驱动链 2-发动机 3-MG1 4-太阳轮 5-环齿圈 6-MG2 7-行星架

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• 系统电路
THS ECU
变频器总成
MG ECU
变频器总成
HV电池
增压 转换器
•IPM (IGBT) •反应器
变频器
•IPM (IGBT)
MG1 MG2
至DC-DC转换 至A/C 变频器 器
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• 系统图
高电压线束
增压 转换器
Max. DC 650 V
MG1 变频器
带转换器的变频器总成
DC 244.8 V
油泵 (机械型)
主减速 驱动齿轮 中间轴齿轮
P410 混合动力传动桥
传动桥 减震器 MG1
主减速 从动齿轮
差速器小齿轮 10
混合动力传动桥
MG1电机
行星齿轮机构
MG2电机
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混合动力传器总成
HV电池 (DC 244.8 V)
带转换器的变频器总成
电池模块
SMR
DC 244.8 V
• HV电池 (电池模块) • 6 单元 (7.2 V) x 34 模块= DC 244.8 V
34 电池模块
电池模块 (6 cell = 7.2 V)
单元 (1.2 V)
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
34 电池模块
HV接线盒 总成
增压转换器 (DC 244.8 V DC 650 V [max.])

丰田雷凌双擎动力结构图
发动机
MG1
起步时：
驾驶员按下点火开关后，PCU动力控制单元会向 MG2电机通电，MG2电机逆向旋转。带动车轮（齿 圈）正向转动，车子缓慢前进。 当稍微用力踩下油门踏板时，MG2电机会获得更多 的电力，车辆就会加速前进。 由于MG2电机功率很大（53KW），低速扭矩也很 大（400Nm）。在PCU的控制下，车子加速十分的 有力，即便只靠MG2电机也可把车辆加速到一个相当 的速度！ 起步过程充分发挥了MG2电机低速高扭的特性，以 弥补阿特金森发动机低速扭力不足的特性。
太阳轮、行星架、齿圈中的任何两个
固定、整个行星齿轮组一起固定，作 为整体输出，传动比为1:1输出，没有 传动比的变化。
原理
动力分配装置 太阳轮与发电机MG1相连 行星架与发动机相连 齿圈与车轮相连
发动机
MG1
马达减速装置 太阳轮与起动机MG2相连 行星架齿轮固定 齿圈与车轮相连
MG2
HV电池
PCU动力 控制单元
MG2
发动机
MG1
发动机启动（怠速运转热车）：
PCU向MG1通电流，MG1发电机顺时针转动，并带 动发动机启动，整个过程及其快速而平顺。 发动机启动后，怠速运转，发动机带动行星齿轮架正 向旋转，带动太阳齿轮（MG1）正向旋转。MG1发出 交流电，经PCU里的逆变器和电压变换器变成低压直流 电并给电池组充电
MG2
发动机
MG1
MG2
小负荷加速（《40km/h）
主要靠MG2电机推动车轮。MG1继续向MG2供电并通过PCU向动力电池充电。此 后，MG2速度继续提升，直到车辆达到目的速度。
发动机
MG1
MG2
大负荷加速
面对重负荷加速（如载重起动）等需要大动力的情况。发动机感知油门踏板的信 号，将转速提高，使发动机进入其动力区间，发动机的功率大大提升。因为发动 机的扭矩提升进而带动外齿圈获得动力提升，同时电池组也会向MG2电机供电， 使其进入最大功率。车辆的加速性能大大提升。

机油滤堵塞 残疾人求助
电动机转速过高
整车控制器打开 请检查混合动力
高压蓄电池温度过 高，请检查风扇
电机温度过高，请 检查风扇及水泵 高压蓄电池1故障 高压蓄电池2故障
12V电池电压过低, 请检查和充电
混合动力故障，请 停止行车 1、2、..6 前进档6个档位显示
注：有*号标注的图标在信号条上显示 注：有 *号标注的图标在信号条上显示 无*号标注的图标在液晶屏上显示 无*号标注的图标在液晶屏上显示
本车配置的彩色液晶仪表外形如图-1所示，主要包括6块指针式仪表、25个由发 光二极管（LED）点亮的图标、一块TFT彩色液晶显示屏和6个按键。 1．指针式仪表 转速表、车速表、电压表、机油压力表、水温表和燃油表。 2．图标 仪表的信号指示包括报警（如水温报警，水位报警等）、操作（如左转向，右 转向等）及状态（电压，电流，等）。组合仪表在设计上将重要信号都由LED点亮 的图标直接指示，其余信号的图标在液晶屏上显示。 3.显示内容 ⑴显示时钟信息。 ⑵显示里程和转速信息。 ⑶ 显示轮胎压力指示信息。 ⑷显示报警（如水位报警、机油滤报警等）、操作（危险信号等）及状态（刹车 片磨损、制动灯故障等）。
危急报警开关
中门开关
后换气扇开关
路牌开关
一、控制和显示系统介绍
发动机启动按钮
发动机熄火按钮
▲注意 : 必须确认变速箱处 在空档位置、驻车制动系 统正在起作用后方可起动 发动机。
用户在任意界面按下Menu键都可显示中间屏的菜单栏，然后通过Up、Down、 Left和Right四个方向键选择你想要察看的相关信息，再次按下Menu键确认进入相应 画面。
Hale Waihona Puke 一、控制和显示系统介绍当用户在主菜单中选择进入“查看里程和转速信息”子菜单时，液晶屏显示结果 如图七所示。在此页面下用户可查看当前的累计总里程、累积短里程A和B、发动机 累计总转数、发动机短累计时间和发动机累计时间。对于累计短里程A和B与发动机 短累计时间，用户还可以对他们进行清零设置。当需要对某一项清零时，用户先用 Up和Down键把光标移动到该项之后的“清零”位置处，然后再长按Left键即可清零。 如果无须清零，按下Menu键可退出此页面。

HV电池总成
电池温度传感器 电池温度传感器安 装在HV电池上部3 个部位
电池温度传感器
18 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
HV 蓄电池控制
HV 蓄电池控制 蓄电池 (HV) ECU 进行 [1] SOC 控制、[2] 蓄电池冷却风扇控制、 [3] 绝缘异常检测。
26 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
• 概要 – 混合动力传动桥主要由下列组件构成
马达减速行星齿轮
MG2
动力分配行星齿轮
组合齿轮单元
油泵 (机械型)
主减速 驱动齿轮 中间轴齿轮
P410 混合动力传动桥
传动桥 减震器 MG1
主减速 从动齿轮
差速器小齿轮 10
广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
4 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
一、混合动力系统的概述
什么是混合动力车辆？
减少二氧化碳的排放以防止全球变暖是一个全球性问题。 公司一直致力于混合动力车辆的研发并力求解决此问题， 以期获得常规车辆两倍的燃油经济性。 混合动力车辆结合使用两种能源（如发动机和电动马达）， 以利用各能源的优势，同时又弥补了其不足。从而实现高 效工作。 与现存的纯电力车辆不同，混合动力车辆不需要外部充电。 因此，也无需专门的设施用于混合动力车辆。

一、控制和显示系统介绍
档位
动力电池电量
电动机转速 气压1 动力电池电压电 流
。
车厂图标
气压2
日期
尿素液位
图一：开机界面选择一
总累计里程 小计里程
一、控制和显示系统介绍
主界面客车
图二：开机界面选择二
主菜单
图三：仪表的主菜单选择
一、控制和显示系统介绍
操作量
报警提示
报警文字说明
图四：操作量和报警量显示界面
本车配置的彩色液晶仪表外形如图-1所示，主要包括6块指针式仪表、25个由发 光二极管（LED）点亮的图标、一块TFT彩色液晶显示屏和6个按键。 1．指针式仪表 转速表、车速表、电压表、机油压力表、水温表和燃油表。 2．图标 仪表的信号指示包括报警（如水温报警，水位报警等）、操作（如左转向，右 转向等）及状态（电压，电流，等）。组合仪表在设计上将重要信号都由LED点亮 的图标直接指示，其余信号的图标在液晶屏上显示。 3.显示内容 ⑴显示时钟信息。 ⑵显示里程和转速信息。 ⑶ 显示轮胎压力指示信息。 ⑷显示报警（如水位报警、机油滤报警等）、操作（危险信号等）及状态（刹车 片磨损、制动灯故障等）。
图五：查看里程和转速信息
一、控制和显示系统介绍
当用户在主菜单中选择进入“诊断码”子菜单时，液晶屏显示结果如图六所示，当混合动 力系统出现故障时，此界面会出现相应的诊断码，驾驶员可通过此信息对应出车辆混合动力的 故障问题。如果故障码超过一定数量，不能在同一屏显示时，可通过Left、Right进行翻屏。
一、控制和显示系统介绍
图标
名称 燃油滤堵塞 空气滤堵塞 后处理系统故障 发动机诊断
备注 *
图标
名称
备注
*（黄色） *（黄色）

带转换器的变频器总成
HV电池 (DC 244.8 V)
带转换器的变频器总成
电池模块
SMR
DC 244.8 V
增压转换器 (DC 244.8 V DC 650 V [max.])
DC/DC 转换器 [辅助电池]
(DC 244.8 V DC 14 V)
混合动力传动桥
MG1电机
行星齿轮机构
MG2电机
11 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
混合动力传动桥
减速齿轮机构
12 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
蓄电池 ECU ECM / 发动机 ECU
• 存储 MG1 和 MG2 发的电。 • 驱动 MG1/MG2 时，为 PCU 提供电能。
• 检测 HV 蓄电池的温度、电压和电流，然后将此信息传输至 HV ECU。 • 检测到车辆高压电路绝缘电阻降低。
• 控制发动机以响应来自 HV ECU 的所需发动机输出功率。
防滑控制ECU
• 制动时要求 HV ECU 进行再生制动。 • 进行制动系统控制以实现如 ABS、TRC 和 VSC 的功能。
9 广 汽 丰 田广 州汽丰车田有汽限车公有 司限 公 司 GAC TOYOGUTAANGMZHOOUTTOOYROTACMOOT.OLRTCDO.,.LTD.
混合动力传动桥
二、混合动力系统的结构
凯美瑞混合动力车辆为混联式混合动力系统，具有串 联式和并联式系统的双重功能。 • 此系统具有两个马达发电机（MG1 和 MG2）。 MG1 利用发动机动力发电。 产生的电能用于为 HV 蓄电池充 电，和/或为 MG2 提供动力。