双擎卡罗拉THS技术解析——构造篇(二)
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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。
双擎卡罗拉THS技术解析—控制篇(一) 作者:高惠民来源:《汽车维修与保养》 2017年第4期混合动力汽车是由机电部件组成的复杂系统,其性能受到很多学科交叉又内在联系的因素的影响,如现代控制技术和控制策略在混合动力技术中起着重要作用。
混合动力汽车的总体目标就是尽可能的提高燃油经济性和减少排放量,为了实现这个目标,一些关键的系统变量必须进行最优化的管理,包括系统主要的能量流、能量功率的可用性、子系统的温度以及发动机和电动机的动力学特性。
本文将以丰田双擎卡罗拉THS-II系统为例,对混合动力汽车的一些典型工况和控制问题进行分析介绍。
一、不同工况下混合动力系统工作状况双擎卡罗拉THS-II系统属于混联式输入功率分流型混合动力系统。
该系统采用了丰田汽车公司具有发明专利的双排行星齿轮机构的混合动力车辆传动桥,传动桥能实现电动无级变速功能CVT -(Eleetriccontinuously Variable TransmissionE),构型简图如图1所示。
从构型图中可以看出,发动机通过扭转减振阻尼器与前排行星架相连,前排太阳轮与电机MG1相连,后排太阳轮与电机MG2相连,后排行星架固定,因此电机MG2将动力以固定传动比传输给后排齿圈。
而前排齿圈与后排齿圈相连为复合齿圈,动力在此处实现耦合,然后一起输出给中间轴减速齿轮组至车轮,图2为THS-II双排行星齿轮杠杆模型。
这种传动桥在上一代THS传动桥的基础上增加了一个后排行星齿轮机构,由原来的四轴结构变为三轴结构,结构更加紧凑。
MG2输出扭矩通过后排行星齿轮机构减速增扭作用,显著提高了驱动电机的扭矩输出能力。
传动桥复合齿轮处的输出转速和扭矩可以用列线图(杠杆图)来表示,如图3传动桥行星齿轮列线图所示。
通过列线图直观地反映行星齿轮机构的转速和扭矩的矢量关系,从而可以判断电机MG1、MG2的工作状态(驾驶工况),并且根据故障发生时存储的FFD(定格数据),分析在何种驾驶工况。
卡罗拉混动原理混合动力汽车是指在传统内燃机汽车的基础上,增加了电动机和蓄电池,通过内燃机和电动机的协同工作,实现能源的高效利用,减少尾气排放,提高汽车的动力性能和经济性。
而卡罗拉混动作为丰田旗下的混合动力车型,其混动原理值得我们深入了解。
首先,卡罗拉混动采用了丰田独有的混合动力系统,即THS II混合动力系统。
该系统由1.8L Atkinson循环发动机、电动机、电子无级变速器(E-CVT)以及高压镍氢电池组成。
在行驶过程中,内燃机和电动机可以独立或协同工作,以满足车辆不同工况下的动力需求。
其次,卡罗拉混动的原理在于内燃机和电动机的智能协同。
在启动和低速行驶时,电动机可以独立驱动车辆,实现零排放和低噪音;而在高速行驶或急加速时,内燃机和电动机可以同时工作,以获得更强的动力输出。
此外,当车辆处于减速或制动状态时,电动机可以将制动能量转化为电能储存到电池中,实现能量的再利用,提高能源利用效率。
另外,卡罗拉混动还采用了能量回收系统,即通过内燃机驱动发电机,将制动能量转化为电能并储存在电池中,以供给电动机使用。
这一设计在一定程度上提高了车辆的能源利用效率,减少了能源的浪费。
总的来说,卡罗拉混动的原理在于内燃机和电动机的协同工作,通过智能控制系统实现能源的高效利用,减少尾气排放,提高汽车的动力性能和经济性。
这一原理不仅体现了汽车科技的创新,也符合了节能减排的环保理念,对于推动汽车产业的可持续发展具有重要意义。
综上所述,卡罗拉混动作为一款代表性的混合动力车型,其混动原理体现了丰田在汽车科技领域的领先地位,也为我们提供了一个更加环保、高效的出行选择。
相信随着科技的不断进步,混合动力汽车将会在未来的汽车市场中发挥越来越重要的作用。
丰田卡罗拉双擎发动机和变速箱工作原理在汽车圈内流传着这样一种说法:如今的混动技术领域只存在两种情况,一种是丰田混动技术,另外一种是其他混动技术。
这多少有些夸张玩笑的成分,但足以说明在丰田混动技术业界内是鹤立鸡群的存在。
事实上和众多品牌的混动技术相比,丰田混动的耐用性、经济性、安全性都是尤为突出的,这不禁让我们想弄清楚,究竟丰田混动是如何工作的?而卡罗拉双擎作为最亲民的丰田混动车型,是目前更多普通消费者了解丰田混动技术的一个切入口,我们就以它为例子谈谈卡罗拉双擎的动力系统是怎么工作的。
要想知道双擎混合动力的工作原理,离不开发动机、变速箱、蓄电池这三个部件。
卡罗拉双擎采用的是全新1.8L阿特金森循环发动机,匹配E-CVT电子无极变速系统,再加上混合动力蓄电池,下面我们就一个个来介绍。
一、全新1.8L阿特金森循环发动机普通的汽车发动机大都是4个冲程的,吸气-压缩-做功-排气冲程,而在普通发动机里这四个冲程的工作体积都是一样的。
但阿特金森循环发动机在压缩行程过程中,排气门晚关,从而实现了压缩比比膨胀比小的情况,能够让混合气体更加充分地燃烧,这就是它提升燃油效率的秘密。
另外,这款发动机还加装了烃(HC)过滤器,进一步减少废气排放,符合京VI排放标准。
卡罗拉双擎的这款1.8L阿特金森循环发动机被调教得非常极致,完全偏向于燃油经济性,甚至牺牲了一部分的输出功率。
使得它的油耗仅相当于1.4L发动机的水平,而实际输出大约等同于1.6L发动机的功率。
单看这个发动机的性能自然是比较弱,甚至达不到同级别车型的平均水平,但别忘了这是双擎:两个动力源,所以除了发动机之外,还有电机可以提供动力。
二、混合动力蓄电池值得注意的是卡罗拉双擎不需要外插电源来充电,它的蓄电池电量来源有两种:一是来自于发动机做功提供能量,二是来自于系统自身对有害能量的回收,所以卡罗拉双擎可以创造出百公里4.2L的油耗,纯粹是有效利用发动机和蓄电池的性能而得来的,并没有依靠插电等“作弊手段”。
丰田卡罗拉 2023款 1.2t双引擎工作原理
丰田2023款卡罗拉1.2T双引擎车型搭载的是一台1.2T涡轮增压发动机,这款发动机被丰田称为9NR/8NR,是丰田首次在中国市场推出的涡轮增压发动机。
它采用了VVT-iW可变气门正时技术,能够在各种不同的转速下提供最佳的燃烧效率和动力输出。
此款发动机的主要特点包括:
1. 采用水冷中冷器设计,可以最小化涡轮增压后的进气容积,从而提高了发动机的效率和响应速度。
2. 进气系统的体积被最小化,稳压腔的容积减小到1.1L,这使得其单位排量稳压腔容积成为丰田发动机中最小的。
然而,虽然新卡罗拉的某些车型搭载了丰田最新四代变速箱,但1.2T车型并没有采用这一技术,而是使用了前一代的变速箱技术。
这也意味着,消费者在选择车型时需要根据自己的需求权衡不同的技术配置。
卡罗拉双擎的混合动力技术集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-卡罗拉双擎的混合动力技术尽管现在各大主流品牌都在努力发展油电混合动力的技术,推出各种混动车型甚至电动车型。
但说起混合动力这个词的时候,我相信大家的第一反应肯定是丰田。
的确是,从1997年11月,第一代PRIUS发布,丰田的混动系统就引起了全世界的注意。
尽管那一代的PRIUS在国内销量并不算高,但不可争议的是它在全球范围内都取得了一定的影响力,国内稍微懂车的朋友一定也听过丰田普锐斯混动这么一款车。
而第一代PRIUS上所搭载的THS系统可算是丰田混动的鼻祖了,之后丰田所有的混合动力系统均由此演化而来。
前后度过了将近二十年的时间,PRIUS历经了几代改款,直到2015年,第四代PRIUS普锐斯上市,THS-III问世,采用了更大容量的电池,热效率提升到惊人的40%,这意味着丰田的电池技术又有了新的突破。
同年,还有一款叫一汽丰田COROLLAHYBRID卡罗拉双擎的车子上市,搭载最新的丰田混合动力系统。
这款车之所以受到大家的关注,除了因为它的老款汽油车型在全球打下了很好的群众基础之外,很大原因之一是因为其采用了核心部件本土化生产的模式,把价位控制在A级车价格区间的同时,搭载了更多高一级别的功能配置。
全球化的战略布局带来更高的性价比,这让卡罗拉双擎成为了叩开全世界混动技术大门的一款代表性车型。
2017年4月18日,一汽丰田COROLLAHYBRID卡罗拉双擎全面升级,搭载全新升级的1.8L阿特金森循环发动机,加装烃(HC)过滤器,进一步减少废气排放。
那么问题来了,经过那么多次的改良,卡罗拉双擎的杀手锏——丰田混合动力技术的优势究竟在哪?这是我们需要探讨的话题。
一、动力方面,无论采用何种技术,驾驶性能是非常重要的,卡罗拉双擎的性能到底怎么样?我们可以从三个方面来分析。
1、发动机:卡罗拉双擎全系采用的是新升级的1.8L阿特金森循环发动机,按照官方的说法,这是一款彻底追求燃油经济性的发动机,与传统汽油车上搭载的同排量发动机相比,输出功率稍小一些。
双擎卡罗拉THS技术解析—构造篇(四)作者:◆文/江苏高惠民来源:《汽车维修与保养》 2017年第2期(接2016年第12期)四、带转换器的逆变器带转换器的逆变器总成主要由4个零部件组成,如图26所示。
1.MG ECU:根据接收动力管理控制 ECU(HV CPU)的信号,控制逆变器和增压转换器,使MG1和MG2运行在电动机或发电机模式(图27)。
从动力管理控制ECU(HV CPU)接收控制MG1和MG2的运行状态信息(如MG1和MG2的转速、扭矩、温度以及目标升高电压)。
将车辆控制所需的信息,如逆变器输出安培值、逆变器电压、逆变器温度、MG1和MG2转速(解析器输出)、大气压力以及任何故障信息传输至动力管理控制ECU(HV CPU)。
2.逆变器:将HV蓄电池或增压转换器直流电转换成用于驱动MG1和MG2的交流电,反之亦然(将MG1和MG2发出的交流电转换成直流电)。
3.增压转换器:将HV蓄电池公称201.6V的直流电压升至最高650V的直流电压。
反之亦然(将659V直流电压逐步降至201.6V直流电压)(图28)。
增压转换器由带内置式IGBT的增压IPM、电抗器和高压电容组成。
使用2个IGBT,一个用于升压,一个用于降压。
电抗器抑制电流变化,提供稳定的升压和降压电流。
高压电容器存储升高的电压,为逆变器提供所需稳定电压。
4.DC/DC 转换器:车辆的电气零部件(如前照灯和音响系统)和各ECU使用直流电压12V作为其电源。
在常规车辆中,交流发电机(使用发动机拖动)用于为12V蓄电池充电并为电气零部件供电。
然而,在混合动力车辆中,发动机间歇运行,因此,混合动力车辆不使用交流发电机,采用DC/DC转换器。
在DC/DC转换器的晶体管桥接电路将HV蓄电池的201.6V直流电压,暂时转换为交流并通过变压器降至低压。
然后,将交流再转换为14V直流电压,稳定地输出至12V低压直流电源系统(图29)。
五、逆变器冷却系统逆变器将HV蓄电池高压直流电转换为驱动MG1和MG2运行的交流电,在转换过程中逆变器会产生热量,因此,逆变器配备了独立的冷却系统,由逆变器冷却水泵、冷却风扇和散热器组成。
双擎卡罗拉THS技术解析—控制篇(二)作者:高惠民来源:《汽车维修与保养》 2017年第5期(接上期)5.减速滑行与再生制动图13为减速滑行工况数据流。
松开加速踏板,车辆开始滑行,发动机逐渐断油熄火,并在MG1调速下转速降到零,减少滑行过程中的摩擦损失。
此时MG2在车轮的反拖下,作为发电机进行能量回收。
车辆滑行工况动力流分配如图14所示。
车辆滑行中如果进行制动,HV ECU会根据制动扭矩需求进行液压制动和电机制动的扭矩分配,如图15所示的数据流中显示了再生制动扭矩。
6.倒车倒车工况是由HV蓄电池供电给MG2反向旋转,驱动车辆倒车。
如果HV蓄电池低于SOC控制值,发动机启动,将MG1产生的电能提供给MG2。
倒车动力流分配如图16所示,图17为倒车时的数据流。
二、混合动力系统(THS-II)控制由于混合动力汽车具有两个能量动力来源,因此,最重要也是最具有挑战性的控制任务就是根据行驶状况、道路状况和天气情况,将汽车所需的来自发动机的驱动力和来自电动机的驱动力进行分配耦合,以获得最佳的燃油经济性、最少的废气排放和最大能量存储系统的使用寿命。
表1为双擎卡罗拉混合动力系统(THS-II)控制范畴。
首先HV ECU要获取车辆上的各种相关信号,如车速、发动机转速、发电机转速、电动机转速、电池SOC、电压、电流、加速踏板开度位置、变速器挡位、制动踏板位置、制动油压力、各种温度、时间等,根据这些信号或信号组合,判断车辆处于的工作状态和工作模式,然后按照相应的程序发出动作指令,实现对动力与能量流的高效控制,并且在监控到系统发生故障时,发出故障警告信息,采取限止系统运行或失效保护措施,保证系统的安全。
图18所示为THS-II系统控制系统图。
1.驱动力控制图19所示为驱动力控制原理概要。
驱动力控制的输入信号有加速踏板位置、车速、HV电池状态(SOC)等,控制输出信号包括发动机的要求动力、发电机MG1扭矩以及电动机MG2扭矩。
卡罗拉双擎变速箱原理卡罗拉双擎(Toyota Corolla Hybrid)采用一种被称为混合动力系统的技术,这种系统由两个主要部分组成:燃油引擎和电动机。
变速箱在混合动力系统中起到关键作用,它通过改变传动比例将发动机和车轮之间的动力传递给车轮。
卡罗拉双擎的变速箱采用电子变速器(CVT)的设计,CVT是一种可以连续调整传动比的变速器。
它不同于传统的手动变速器和自动变速器,它没有固定的档位。
具体而言,卡罗拉双擎的变速箱由两个电动机组成:一个发电机和一个驱动电动机。
发动机是内燃机,使用燃油燃烧产生动力,主要用于给电动机充电。
驱动电动机则是用于将动力传递给车轮,推动汽车行驶。
当汽车启动时,发动机开始工作,利用燃料燃烧产生动力。
同时,发动机驱动发电机工作,将电能传输给电动机以供其使用。
电动机通过将电能转化为机械能驱动车轮,推动汽车前进。
变速箱的作用是确保发动机和电动机在不同工况下的合作更加高效。
当需要更大的动力输出时,变速箱会改变传动比,使发动机和电动机能够以更高的速度运转,产生更大的马力。
相反,当需要更高的燃油经济性时,变速箱会改变传动比,使发动机和电动机能够以更低的速度运转,减少能量损失。
具体来说,在低速行驶时,变速箱通过调整传动比来优化电力的传递,使得汽车可以更好地利用电动机提供的高扭矩输出。
而在高速行驶时,变速箱会调整传动比,使发动机以较低转速运转,减少燃料的消耗,并提高行驶的经济性。
此外,变速箱还具备能量回收功能。
在刹车或减速时,变速箱会将动力转化为电能储存到电池中,以供电动机再次使用。
这种能量回收系统有助于提高燃油经济性和减少尾气排放。
总之,卡罗拉双擎的变速箱是混合动力系统中的重要组成部分,通过调整传动比和能量回收等功能,确保发动机和电动机的高效合作,提高汽车的驱动性能和燃油经济性。
栏目编辑:刘玺 lx@76·December-CHINA 高惠民(本刊编委会委员)现任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监,江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员,高级技师。
双擎卡罗拉THS 技术解析—构造篇(三)◆文/江苏 高惠民(接上期)图18 电机MG转子永久磁铁布置图19 电机MG解析器构造及原理将永磁铁V型置于电机转子内,通过一极下由两块混合充磁的永磁体共同作用实现励磁,可有效增加气隙磁通,减少漏磁(充磁更集中),以及利用转子的凸极效应与定子绕组所产生的磁阻转矩提高电机的输出扭矩(图18)。
MG1电机主要用作发电机,为MG2驱动车辆提供电能并对HV蓄电池充电。
此外,启动发动机时,MG1用作启动机。
MG1电机定子采用集中绕组型线圈,使电机端部绕组较短,铜耗量显著减少,结构更加紧凑。
MG2主要作用是利用MG1和HV蓄电池提供的电能,以电动机模式运行驱动车辆,此外,在减速过程中MG2用作发电机对HV蓄电池充电,并提供再生制动能量。
MG2采用分布绕组型线圈能使定子绕组生产理想的正弦波磁通势,降低高次谐波,使电机运转更加平稳。
2.解析器(电机转速/位置传感器,图19):为了使电机能够从恒扭矩到恒功率运行,采用磁场定向矢量控制方法,必须精确确定转子的磁极位置和转速,解析器承担了此项任务。
解析器的结构是旋转变压器形式。
由励磁线圈、检测线圈S、检测线圈C和一个椭圆形的转子(与 MG 转子作为一个单元一起旋转)组成。
检测线S的+S和-S相互Copyright©博看网 . All Rights Reserved.栏目编辑:刘玺 lx@772016/12·汽车维修与保养图20 复合减速齿轮结构及齿轮齿数偏离90°。
检测线圈C的+C和-C也以同样的方式相互偏离。
线圈S和C相互分离45°。
当恒频交流电输入励磁线圈,随着电机转子轴上旋转变压器的椭圆形转子的旋转,与旋转变压器定子之间的间隙发生变化,因此在检测线圈S和C中互感出恒频的感应电动势。
双擎卡罗拉THS 技术解析◆文/江苏 高惠民表2 发动机运转条件(车辆停止时)(接上期)⑴驾驶员请求扭矩计算根据加速踏板位置和车速计算目标轴驱动扭矩。
⑵驾驶员请求输出功率计算根据驾驶员请求扭矩和车速计算目标功率输出,与⑴的计算方法类似。
⑶所需发动机输出功率计算所需HV蓄电池充电功率与⑵计算所得的驾驶员请求输出功率相加即可确定所需发动机输出功率。
⑷发动机启动判断根据工作状况和所需发动机输出功率⑶,判断是否需要启动发动机。
⑸目标发动机转速计算THS-II发动机以高效发动机工作线工作。
发动机工作线与发动机输出功率(所需发动机输出功率)的交点为目标发动机转速。
⑹发动机控制根据所需发动机输出功率⑶和目标发动机转速⑸的计算结果执行发动机喷油、点火、ETCS-i和VVT-i控制等。
⑺目标MG1转速计算根据MG2转速和目标发动机转速⑸计算目标MG1转速。
⑻MG1扭矩控制根据MG1转速传感器(解析器)信号,控制MG1扭矩以达到MG1目标转速。
⑼直接发动机转矩计算根据⑻计算所得的MG1扭矩计算发动机输出的驱动扭矩(根据列线表,基于MG1扭矩可得知车桥处的直接发动机输出转矩)。
⑽MG2扭矩指令值计算根据驾驶员请求扭矩⑴和直接发动机输出转矩⑼计算MG2扭矩指令值。
如果电动机的转矩大于车辆需要的驱动扭矩,发动机就会停止工作,车辆仅靠HV蓄电池的能量输出完成行驶(EV行驶模式),如果电动机转矩小于车辆需要的驱动扭矩,发动机就会启动运转,独立驱动,或者在车辆需要更大扭矩时,发动机与电动机并行运转驱动。
2.发动机启停控制混合动力系统对发动机进行启动/停止的切换控制,使发动机工作在最佳效率工况范围内,目的是改善燃油消耗,发动机启动运转条件如表2所示。
但曲轴回转时,在特定的发动机转速区域内,发动机扭矩脉冲与传动桥产生共振,导致车辆振动。
通过下列控制措施可以减小发动机启停的振动问题。
(1)通过缩短动力重心与转动弹性轴之间的距离,增加扭振减振阻尼器等方法,改进发动机的悬置问题。
丰田ths工作原理丰田THS工作原理概述丰田THS(Toyota Hybrid System)是一种混合动力系统,它将传统的内燃机动力和电动机动力结合起来,以提高燃油效率和减少尾气排放。
THS被广泛应用于丰田的混合动力车型中,如普锐斯、卡罗拉混合动力等。
THS系统由多个组件组成,包括发动机、电动机、变速器、电池组等。
这些组件通过控制系统进行协调工作,实现了高效的能量转换和利用。
发动机THS系统中的发动机通常是一台汽油发动机,它与传统汽车的发动机类似。
但与传统汽车不同的是,在THS中,发动机不仅仅负责驱动车辆,还可以充当一个发电机或者一个压缩机。
当需要产生电能时,发动机会启动并驱使一个发电机旋转。
这个旋转过程会产生电能,并将其存储在电池组中。
当需要加速或者行驶时,这些存储在电池中的能量就会被释放出来,并通过一个控制器送到车辆的电驱系统中。
另外,在行驶过程中,发动机还可以通过压缩空气来制动车辆。
这种制动方式被称为“发动机制动”,它可以将车辆的动能转化为电能,并将其存储在电池组中。
电驱系统THS系统中的电驱系统是由一个或多个电动机组成的。
这些电动机通常是交流同步电机,它们可以将电能转换为机械能,并驱使车辆前进。
在THS系统中,电动机和发动机是通过一个变速器连接在一起的。
这个变速器可以根据需要调整发动机和电动机的输出转矩比例,以实现最佳的燃油效率和性能。
另外,在行驶过程中,当需要减速或者停车时,电驱系统还可以反向运转,并将车辆的运动能量转化为电能,并将其存储在电池组中。
控制系统THS系统中的控制系统是整个系统的核心。
它可以监测并控制发动机、变速器、电池组等所有组件的工作状态和输出功率,以实现最佳的燃油效率和性能。
控制系统通常由多个微处理器组成,这些微处理器会根据传感器所提供的信息来进行计算和决策。
这些传感器可以监测发动机、电池组、电动机等组件的状态和性能,以帮助控制系统做出最佳的决策。
此外,控制系统还可以根据驾驶员的需求和行驶条件来调整发动机和电动机的输出功率,并选择最佳的工作模式,以实现最佳的燃油效率和性能。
双擎卡罗拉THS技术解析——构造篇(二) 作者:江苏高惠民
来源:《汽车维修与保养》 2016年第11期
(接上期)
1.辅助蓄电池(直流12V铅蓄电池)向电气部件(如前照灯、音响设备以及各 ECU)供电。
2.混合动力蓄电池(HV蓄电池)的功能是存储电机 MG1 和电机MG2产生的电能。
同时,当使用电动机驱动车辆时,HV蓄电池向MG1和MG2供电。
空调工作时,通过DC-AC电压转换,向压缩机供电。
为控制车辆正常运行,HV蓄电池和辅助蓄电池都需要正常工作。
HV蓄电池采用镍氢(Ni-MH)蓄电池,单体数量168个,6个单体组成1个模块,共28个模块(图8)。
3.在HV蓄电池模块电路中串联了维修塞把手,用于手动切断高压电路,这样确保维修期间的安全性。
电路中还安装了可检测维修塞把手安装状态的互锁开关。
把手解锁时,互锁开关关闭,动力管理控制ECU(HV CPU) 切断系统主继电器。
因此,为确保操作安全,拆下维修塞把手前务必将电源开关置于OFF位置。
高压电路的主熔丝(125A)位于维修塞把手内,如图9所示。
4.在HV蓄电池接线盒中安装了3个继电器SMR。
SMR是根据来自动力管理控制ECU(HVCPU) 的信号以连接和断开HV蓄电池和电源电缆的继电器。
SMRB:位于HV蓄电池正极侧。
SMRG:位于HV蓄电池负极侧。
SMRP:位于连接至预充电电阻器的蓄电池负极侧(图10)。
图11所示为SMR继电器接通与断开工作顺序。
电源开关接通(READY ON)SMR时的工作情况:首先SMRB和SMRP依次接通,可使电流流经预
充电电阻器。
保护电路中的触点以防涌入电流造成损坏。
SMRG接通可使电流绕过预充电电阻器。
然后SMRP断开。
电源开关关闭(READYOFF)SMR 时的工作情况:首先SMRG断开。
然后1SMRB断开。
5.HV蓄电池在充电和放电过程中会产生热量。
如果蓄电池温度过度升高,则蓄电池性能将
下降。
HV镍氢蓄电池工作温度在10~40℃,能输出较大功率密度,HV镍氢输出功率密度与温
度关系如图12所示。
HV蓄电池依靠冷却鼓风机从车厢吸入空气传送至HV蓄电池,以使HV蓄电池保持适当的工
作温度,HV蓄电池冷却装置如图13所示。
HV蓄电池冷却鼓风机采用无刷电动机。
电动机控制器根据来自动力管理控制ECU(HV CPU)
的信号控制鼓风机运转,HV蓄电池冷却鼓风机控制如图14所示。
6.HV蓄电池的荷电状态电控制。
HV蓄电池的荷电状态(SOC)是反映蓄电池的剩余容量,其
数值上定义为电池剩余电荷量占电池标称电荷容量的比值。
动力管理控制ECU(HVCPU)持续进行
充电/放电控制,以使SOC保持在60%目标值上下水平(能量监控器的SOC显示约为6个格)。
SOC目标控制如图15所示。
三、混合动力传动桥
双擎卡罗拉采用了丰田混合动力车辆P410传动桥。
P410混合动力传动桥由电机MG1、MG2、复合齿轮装置、传动桥阻尼器、中间轴齿轮、减速齿轮、差速器齿轮机构和油泵组成(图16)。
该传动桥改进了上一代4轴结构为3轴结构,复合齿轮装置、传动桥阻尼器、油泵、MG1和MG2连接至输入轴。
中间轴从动齿轮和减速主动齿轮连接至第二轴。
减速从动齿轮和差速器齿轮机
构连接至第三轴。
传动桥使用丰田原厂 ATF WS润滑油为润滑介质。
1.内置于混合动力传动桥的MG1和MG2为紧凑、轻量且高效的永磁同步电机。
MG1和MG2由定子、定子线圈、转子、永久磁铁和解析器(转速传感器)组成,电机MG结构如图17所示。