丰田凯美瑞中文介绍混合动力系统ppt课件

凯美瑞混动工作原理
凯美瑞混动是一种结合了汽油发动机和电动机的动力系统。

随着环保意识的日益增强，混合动力技术已成为汽车工业的热点之一，而凯美瑞混动正是该技术的典型代表。

凯美瑞混动的工作原理是基于“混合动力系统”概念，该系统由前置的1.8升汽油发动机、电动机、电池等组成。

其工作过程分为三个阶段：
第一阶段是纯电阶段，当车速低于30km/h时，凯美瑞混动车辆将运行在纯电模式下。

此时，电动机提供动力，而汽油发动机不工作，实现零排放、零污染的驾驶体验。

第二阶段是混合阶段，当车速在30km/h以上时，汽油发动机开始工作，同时电动机也继续发挥作用。

此时，汽油发动机的功率被调整为最佳状态，驱动车轮的动力主要由电动机提供，汽油发动机充当辅助驱动作用。

这种设计能将发动机最大的动力输出和最佳的燃油经济性发挥到极致。

第三阶段是蓄能阶段，每当车辆制动或减速时，电动机扮演这一个重要的角色。

它将转换为发电机并通过能量回收系统将制动过程中释放
的能量储存到电池中，以便在下次需要时为车辆提供动力。

总体来说，凯美瑞混动实现了节能减排，提高了车辆动力性能，也增加了驾驶的便利性和舒适性。

在未来的汽车工业中，混合动力技术将成为一种趋势，凯美瑞混动将为消费者提供更加环保、高效、便利的出行选择。

丰田凯美瑞双擎THS系统技术解析（二）混合动力车辆控制ECU使用来自加速踏板位置传感器的信号检测踩下加速踏板的量。

混合动力车辆控制ECU接收来自MG2解析器的车速信号，并检测来自换挡杆位置传感器的换挡杆位置信号。

混合动力车辆控制FCU根据该信息判断车辆的工作情况，并对MG1、MG2和发动机的原动力进行优化控制。

此外，混合动力车辆控制ECU对MG1、MG2和发动机的输出功率和扭矩进行优化控制，从而实现更低的燃油消耗和更清洁的废气排放。

（一）蓄电池的控制蓄电池控制系统原理如图8所示。

混合动力车辆控制ECU根据蓄电池电压、电流及温度传感器的信号计算出的SOC值，持续执行充电／放电控制，以使SOC值保持在目标范围内。

在蓄电池电压传感器中也配备泄漏检测电路，以检测HV 蓄电池是否有过大电流泄漏。

混合动力车辆控制ECU也通过对冷却风扇的闭环控制，确保蓄电池处于最佳的工作状况。

（二）系统主继电器（SMR）控制接收到来自混合动力车辆控制ECU的指令后，SMR继电器连接并断开高压电路电源。

负极侧的1个继电器（SMRP）是集成于DC-DC 转换器（混合动力车辆转换器）内的半导体继电器。

其它2个是安装在HV蓄电池总成内HV接线盒总成上的触点型继电器。

系统主继电器（SMR）控制原理如图9所示。

1．电源接通控制首先，混合动力车辆控制ECU接通SMRB。

然后，接通SMRP。

混合动力车辆控制ECU在接通SMRG后，断开SMRP。

电流首先经过电阻器，以这种方式对其进行控制，从而保护了电路中的触点，避免其因浪涌电流而受损。

2．电源切断首先，混合动力车辆控制ECU断开SMRG。

判定SMRG的触点是否烧结后，再断开SMRB。

然后，混合动力车辆控制ECU接通SMRP以判定SMRB的触点是否烧结。

接着断开SMRP。

如果混合动力车辆控制ECU检测到触点烧结，则点亮主警告灯，并在多信息显示屏上显示警告信息，然后将诊断故障码（DTC）存储在存储器中。

凯美瑞汽车混合动力系统的组成1.基本组成与系统图系统图2.主要零部件功能发动机、MG1 和 MG2 由复合齿轮机构机械地连接在一起。

复合齿轮机构由电机减速行星齿轮机构和动力分配行星齿轮机构组成。

在电机减速行星齿轮机构中，太阳齿轮与 MG2 的输出轴耦合在一起，且行星齿轮架固定；动力分配行星齿轮机构中行星架和变速器输出轴耦合在一起，太阳轮与 MG1 输出轴耦合在一起；2 个行星齿轮机构的齿圈耦合在一起向中间轴齿轮输出动力，中间轴齿轮将动力传输给差速器的主减速齿轮。

电机减速行星齿轮机构的作用是降低 MG2 的转速，用来使高转速、大功率的 MG2 最适合混合动力传动桥内的动力分配行星齿轮机构。

动力分配行星齿轮机构将发动机的原动力分成两路：一路用来驱动车轮，另一路用来驱动 MG1。

3.MG1和MG2（1）MG1和MG2的作用电动机一发电机组 1（MG1）和电动机一发电机组 2（MG2）为紧凑、轻型和高效的交流永久磁铁电机。

上述电机用来驱动车辆和提供再生制动。

再生制动过程中，MG2 将车辆的动能转换为电能，并存储到 HV 蓄电池内。

MG1 对 HV 蓄电池再充电并供电以驱动 MG2。

此外，通过调节发电量（从而改变发电机转速），MG1 有效地控制传动桥的无级变速功能。

同时 MG1 还可作为起动机来起动发动机。

MG1和MG2的位置（2）MG1和MG2的结构MG1 和 MG2 为紧凑、轻型和高效的交流永久磁铁同步电机。

MG1和MG2 所使用的转子含有V 形布局的高磁力永久磁铁，可最大程度地产生磁阻转矩。

它们所使用的定子由低铁心耗损的电磁钢板和可承受高压的电机绕组线束制成。

通过上述措施，MGI 和 MG2 可在紧凑结构下实现大功率和高转矩。

MG1 和 MG2 采用带水泵的冷却系统。

MG1和MG2的结构3.解析器解析器（同普锐斯的旋转变压器）是可靠性极高且结构紧凑的传感器，可精确检测磁极位置。

了解电机转子磁极的精确位置对于有效控制 MG1 和 MG2 非常重要。

丰田混合动力系统-II（THS-II）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）技术，它结合了汽油发动机和电机两种动力源，通过并联或串联相结合的方式进行工作，以实现良好的动力性、经济型和低排放效果。

2003年，丰田公司推出了第二代混合动力系统（THS-II）,该系统运用在凯美瑞和普锐斯等混合动力车型上。

2010款混合动力版凯美瑞使用丰田混合动力系统-II(THS-II)。

该系统对3AZ-FXE发动机和P311混合动力传动桥（混合动力车辆传动桥总成）内的高转速、大功率电动桥-发电机组（MG1和MG2）执行最佳协同控制。

P311混合动力传动桥（混合动力车辆传动桥总成）提供良好的传动性能。

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244.8V，下文简称HV蓄电池）和可将系统工作电压升至最高电压（直流650V）的增压转换器组成的变压系统。

1、THS-II的优点（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650V）的增压转换器组成的变压系统。

可在高压下驱动电动机-发电机1（MG1）和电动机-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3AZ-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。

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

THS-II车辆怠速运行时，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-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蓄电池在充电。

凯美瑞混合动力系统的工作原理1.混合动力系统的工作原理混合动力系统使用发动机和MG2提供的原动力，并主要将MG1作为发动机使用。

该系统根据不同的驾驶条件优化组合这些动力。

混合动力车辆控制ECU持续监视HV蓄电池充电状态（SOC）、HV 蓄电池温度、冷却液温度和电气负载状态。

如果READY指示灯点亮且变速杆置于P、R、D和B位置时任一监视项目无法满足要求，或者在倒车时，混合动力车辆控制ECU要求起动发动机以驱动MG1，对HV蓄电池充电。

根据不同的驾驶条件，混合动力系统优化组合发动机、MG1和MG2操作以驱动车辆。

（1）R EADY ON①发动机起动。

当READY 指示灯点亮且变速杆在P 位时，由混合动力车辆控制ECU 监视发动机冷却液温度、SOC、蓄电池温度和电气负载等指标，如果指示需要起动发动机，则混合动力车辆控制ECU 将激活MG1 以起动发动机。

此时的传动机构的工作情况图如图所示。

发动机起动时，为防止MG1 太阳齿轮的反作用力旋转齿圈和驱动驱动轮，将施加电流至MG2 以防止其旋转，该功能被称为“反作用控制”。

②发动机驱动 MG1 向 HV 蓄电池充电。

当发动机起动后，运转的发动机使 MG1 作为发电机运行，并开始对 HV 蓄电池充电。

MG1起动发动机传动机构的工作情况图（2）车辆起步当车辆起步时，由 MG2 为车辆提供动力。

在正常情况下单独由 MC2 提供动力，即完全可以满足车辆起步所需动力；在非正常情况下，车辆驱动转矩需要增加时，混合动力车辆控制 ECU 激活 MG1 以起发动机驱动MG1向HV 蓄电池充电传动机构的工作情况图（发动机驱动MG1向HV 蓄电池充电）动发动机为车辆增加转矩。

车辆在正常情况下起步时使用 MG2 的原动力行驶。

在这一情况下行驶时，由于发动机停止，动力分配行星齿轮机构的行星齿轮架（发动机）的转速为 0。

此外，由于 MG1 未产生任何转矩，因此没有转矩作用于动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮（MGl ）。