丰田Prius技术详解
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1 概述1.1丰田混合动力汽车简介PRILS(普锐斯)是日本丰田汽车于1997年所推出世界上第一个大规模生产的混合动力车辆车款,随后在2001年销往全世界40多个国家和地区,其最大的市场是日本和北美。
美国是普锐斯最大的市场,至2009年年初为止,美国丰田总共卖了超过60万量,普锐斯是.目前为止世界上最成熟的油电混合动力轿车之一。
据美国环境保护署2007年的资料,普锐斯是在美国销售的汽车中最省油的。
美国环境保护署和加州空气资源委员会根据二氧化碳排放量评价普锐斯是美国目前为止最干净的车辆。
英国运输部公布普锐斯是在英国销售的车辆中最少二氧化碳排放的第二名。
第一代普锐斯如图1所示,于1997年12月出厂,型号为NHW 10。
厂方只在日本内销,但是很多二手的普锐斯被出口到英国、澳大利亚和新西兰,市场上见到的不多。
此款车型为世界上第一辆大规模量产的汽油电动混合动力车。
第一代普锐斯的生产成本高达32000美元,但是售价只为 16929美元,也就是每辆NHW10都是亏本出售。
但这辆车意义重大:作为丰田推行减少空气污染和提高燃油效率的绿色汽车的探路者。
此款车型定位于紧凑型。
尺寸方面,长宽高分别为4275 mm、 1694 mm、 1491 mm,轴距为2550 mm。
动力方面,搭载一台1.5 L汽油发动机、永磁交流电动机和288伏镍金属氢化物(镍氢)电池组。
汽油发动机提供的最大功率为58马力,最大扭矩为102 N·m。
电动马达的峰值功率和扭矩分别为40马力和305 N·m。
2005年12月丰田汽车公司生产的普锐斯在长春下线,普锐斯混合动力先后经历了THS(Toyota Hybeid System,含义为丰田混合动力系统)和THS-11两代系统,普锐斯的混合动力标识如图2所示。
丰田混合动力系统车辆可由汽油发动机来驱动,而无需对车辆进行充电。
如果车辆的电池消耗了电量,发动机会驱动发电机,对电池充电。
标题:Prius的工作原理浏览本帖图片prius先驱者(prius)好在哪里?主要是省油。
先看一下测试结果。
按照欧洲排放标准的测试方法,该车100公里耗油约4.4升,远远低于同级别(紧凑型中档轿车)其他非混合动力车。
也就是说100公里二氧化碳排放约102克,低于2012年生效的欧洲5标准的要求。
按照美国FTP测试方法,该车100公里耗油约3.7升,低于未来的SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle)标准。
它的工作原理是怎样的呢?大家都知道,混合动力的基本原理是:内燃机和电动机结合。
启动时电动机提供额外的扭矩,协助加速;刹车或下坡时,电动机能把部分动能反过来转换成电能,存储到电池中。
在启动停止频繁的市内交通里,这样就能节省能源。
而且,在电动机的支持下,内燃机可以尽可能多的以省油的模式以最优化的转速运行。
丰田混合动力技术基于这一原理,但是实现方式与众不同。
最大的特点:它有独立的发电机和电动机各一台;它的变速仅仅靠一套行星齿轮组,没有传统的机械变速箱和离合器(或是油压传动机构)。
其他的混合动力车,比如本田的Insight,只有一台电动-发电机,配上CVT或6速自动变速器。
这里要提及的是:丰田的电池是与松下电器联合研制和生产的,在Prius 里的重量仅仅是39千克。
丰田和松下下大功夫,大大减少了电池的记忆效应。
在美国市场,丰田为电池提供10年质保,在欧洲8年。
另外,发电机和电动机的工作电压均为500伏特,因而丰田专门开发了直流变压器,以便实现500V和14V的转换。
仅仅一套行星齿轮组,简直是不可思议。
怎么样就靠一组齿轮实现所有的档位包括倒车档?原理其实也很简单:发电机带动太阳轮(sun gear),内燃机带动行星轮(planet gear carrier),电动机与外环(ring gear)相连。
同时,电动机的输出轴直接与传动轴连接。
3台机器以不同的转速的和转向搭配就能实现任意输出速度和驱动模式。
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prius的结构原理丰田Prius是一款混合动力汽车,它采用了丰田独特的混合动力系统,主要由燃油发动机、电动机、电池组和控制单元等组成。
下面将详细介绍丰田Prius的结构原理。
首先,丰田Prius的动力系统由一台以汽油为燃料的发动机和一个电动机组成。
发动机是一台1.8升四缸发动机,它通过燃料燃烧产生动力,并驱动汽车前轮。
而电动机则是由电池组提供能量,通过电机控制器来控制电动机的工作。
这两个动力源可以单独或同时工作,根据驾驶条件和能源利用效率的需要进行自动切换。
其次,丰田Prius的电池组是由镍氢电池构成的。
这种电池具有高能量密度和较长的寿命,能够提供电动机所需的电能。
电池组一般安装在后排座椅下方的底盘内,这样可以使得车辆的重心更低,提高稳定性。
另外,丰田Prius还配备有能量回收系统。
当车辆制动时,发动机通过电机控制器变为发电机,将制动时产生的动能转化为电能,存储在电池组中。
这样一来,车辆制动时产生的能量得以有效回收利用,提高能源利用效率。
此外,丰田Prius还采用了一种称为CVT的无级变速器。
传统的汽车变速器有固定的档位,而CVT则可以实现无级变速,根据驾驶环境和驾驶者的需求实时调整传动比,使发动机在最佳工作效率下运行,提高燃油经济性。
在车辆行驶过程中,丰田Prius的控制单元通过传感器来监测和控制车辆状态。
这些传感器可以实时获取车辆的车速、路况、转向角度等参数,并根据这些参数调整发动机和电动机的输出功率,以及控制电池充放电过程,最大限度地提高能源利用效率。
此外,控制单元还根据驾驶模式选择最佳的动力来源,并根据驾驶者的需求进行自动调整。
最后值得一提的是,丰田Prius还采用了一些节能减阻措施。
例如,车身外形经过流线型设计,减少空气阻力;轻量化设计减少车辆整体重量;采用低滚动阻力的轮胎等。
这些措施都有助于减少能量损耗,提高燃油经济性。
总的来说,丰田Prius的混合动力系统通过优化发动机和电动机的配合工作,以及能量回收和节能措施的应用,实现了较高的燃油经济性和低排放。
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。
丰⽥普锐斯介绍丰⽥PRIUS⾃动传动系统分析摘要:混合动⼒汽车传动系统的建模是混合动⼒汽车传动系统能量控制策略开发、仿真和优化的基础。
对⽐分析了三代丰⽥PRIUS混合动⼒传动系统的结构和基本⼯作原理,建⽴了传动系统发动机、动⼒分离装置和电动/发电机等各⼦系统模型,基于统⼀的动⼒传动系统结构建⽴了丰⽥PRIUS混合动⼒传动系统的运动学、动⼒学和能量守恒模型。
关键词:混合动⼒汽车;建模;传动系统;⾏星齿轮Abstract: It is basic and essential work to establish the system model for the development, simulation and optimization of powertrain and energy management of the hybrid electric vehicle. The powertrain architecture is analyzed for understanding the basic principle and difference among hybrid powertrain system of the three generations of Toyota/PRIUS. The powertrain, power split mechanism, motor/generator and traction battery model are constructed. Model of kinematics, dynamics and conservation law of theToyota/PRIUS hybrid electric vehical powertrain system are constructed based on a uniform powerstrain architecture. Keywords: Hybrid electric vehicle; Modeling; Powerstrain system; Planetary gear;1. 汽车变速系统综述汽车变速器是影响整车动⼒性、经济性和舒适性的重要汽车零部件总成,是汽车的核⼼零部件之⼀。
丰田普锐斯工作原理丰田普锐斯是一款混合动力汽车,其工作原理主要包括电动机、燃油发动机以及电池组的配合工作。
下面我将详细介绍普锐斯的工作原理。
普锐斯是一款采用串联式混合动力系统的汽车。
串联式混合动力系统包括一个小型燃油发动机和一个电动机,二者共同驱动车辆。
与传统燃油车不同的是,普锐斯可以根据驾驶条件自动选择使用电动机、燃油发动机或者两者同时工作。
首先,我们来看普锐斯的电动机。
电动机主要使用电能来驱动车辆。
普锐斯内置了高压电池组,通过充电器可以将电池组充满。
当车辆启动时,电动机会首先工作。
在电动模式下,普锐斯只通过电动机驱动车辆,而不使用燃油发动机。
这样可以实现零排放的环保效果。
当电池组电量较低时,或者需要较大的动力输出时,普锐斯会自动切换到混合动力模式。
在混合动力模式下,电动机和燃油发动机会同时工作,以提供更大的动力输出。
燃油发动机主要负责给电池组充电,并且在车辆需要更高速度或者急加速时提供辅助动力。
普锐斯的燃油发动机采用了Atkinson循环,该循环可以提高燃油发动机的热效率,减少能量损失。
燃油发动机采用汽油作为燃料,并且可以根据驾驶条件的不同自动进行启停,以提高燃油经济性。
此外,燃油发动机还通过发电机的方式将多余的能量转化为电能,将电能储存到电池组中,以供电动机使用。
另外,普锐斯还拥有再生制动系统。
当车辆刹车时,通过再生制动系统可以将刹车过程中产生的能量转化为电能,储存在电池组中。
这样,不仅可以减少能量浪费,还可以增加电池组的储电量。
综上所述,丰田普锐斯的工作原理是通过电动机、燃油发动机及其配套的电池组共同工作。
电动机可以独立驱动车辆,实现零排放环保;而燃油发动机则负责给电池组充电,并在需要时提供辅助动力。
普锐斯还采用了再生制动系统,将刹车过程中产生的能量转化为电能进行储存。
通过这种混合动力系统的设计,普锐斯既具备了环保的特点,又可提供较好的动力性能和燃油经济性。
普锐斯的控制原理普锐斯是目前全球最流行的混合动力车型之一。
它采用了独特的电动机和燃油发动机混合驱动技术,为驾驶员提供高效、环保、安静且灵活的行驶体验。
普锐斯的控制原理是如何实现这些特点的呢?普锐斯的混合动力系统可以分为三个主要的部分:电动机、发动机和电池组。
这三个部分的整合和协调起着至关重要的作用,使得普锐斯可以在不同的行驶条件下提供最佳的性能和燃油经济性。
下面从普锐斯的电动机、发动机和电池组三个方面来详细介绍普锐斯的控制原理:一、电动机普锐斯的电动机主要是负责启动和加速,并在需要时为发动机提供动力支持。
它基于交流电工作,最大功率可以达到68马力,最大扭矩可达207牛·米。
电动机的控制是通过普锐斯的特殊变速器来实现的。
这个变速器可以将电动机和发动机的输出功率进行合理的分配。
变速器通过经过调整的电子控制单元(ECU)来监测电动机的转速、加速度和温度,并根据驾驶员的行驶需求和行驶条件来实现转向和离合器控制等动作。
此外,当汽车需要减速和刹车时,电动机可以通过回收制动能量的方式将刹车时产生的电能存储在电池组中,以提高能量利用率,改善油耗和碳排放。
二、发动机在普锐斯中,有一个1.8升四缸汽油发动机,它可以产生最大功率为95马力,最大扭矩为142牛·米。
它不仅能为车辆提供直接驱动动力,而且还可以通过发电机为电池组提供电源。
在普锐斯的混合动力系统中,这个发动机主要用于高速巡航和加速时的驱动。
发动机的控制是通过ECU来实现的。
ECU可以监控和调整发动机的燃油喷射、点火时间和气缸压缩率等参数,以实现最佳燃油经济性和尽可能少的污染排放。
三、电池组普锐斯的电池组是车辆的存储能量的中心,它是由氢化镍金属(NiMH)电池组成的。
这个电池组可以为电动机提供动力,并通过回收行驶中的能量来增加能源的利用率。
电池组的控制是通过ECU来实现的。
ECU可以监控和调整电池的电荷状态,以增加电池的使用寿命和充电效率。
2、电子制动力分配(EBD)控制电子制动力分配(EBD)控制包括以下两个方面:一是在制动时根据行驶条件在前后轮间分配合适的制动力.二是在转向时控制左右车轮的制动力,以保持车辆平稳行驶。
2.1前后轮制动力分配(直线制动)如果车辆直线行驶时制动.后轮的载荷会减小,前轮的载荷增大。
速度传感器将检测到的这种情况以电信号的形式传给制动防滑控制Ecu.Ecu控制制动执行器调节后轮制动力的分配.达到最优控制。
例如:当车辆载荷不同、制动减速度不同时.后轮制动力的大小也不同.通过EBD对制动力进行合理的分配达到最优。
2.2左右轮制动力分配(转向制动)如果车辆转向行驶时制动,内侧车轮的载荷减小,外侧车轮的载荷增大。
速度传感器将检测到的这种情况以电信号的形式传给制动防滑控制Ecu,Ecu控制制动执行器调节内侧车轮和外侧车轮的制动力分配.达到最优控制。
3、制动助力系统制动助力系统有两个功能:一是紧急制动时.如果制动踏板力不足,可以增大制动力;二是当需要强大的制动力时.增大制动力。
3.1紧急制动时紧急制动情况下,驾驶员往往会惊慌失措而不能用力踩制动踏板。
根据总泵压力传感器和制动踏板行程传感器的信号,制动防滑控制Ecu计算制动踏板作用的速度和程度.然后判定驾驶员紧急制动的意图。
如果Ecu判定驾驶员确实想紧急制动.则系统就会启动制动执行器来增大制动液压。
也就是说,制动助力系统将急踩制动踏板视为紧急制动,此时,如果驾驶员踩制动踏板的力不足,系统也会产生制动力。
3.2满载制动时车辆满载时.即使不提供快速制动.也需要很强的制动力。
因此,也要使用制动助力系统。
4、车辆稳定性控制系统(Vsc+)车辆稳定·性控制系统(Vsc+)有两个功能:一是可以防止转向时前轮或后轮急速滑动产生的车辆侧滑;二是和EPsEcu一起进行联合控制,以便根据车辆的行驶条件提供助力转向。
4.1阻止前后轮滑动当车轮侧向力大于车轮横向附着力时就会产生侧滑,如图5所示为前轮有滑动趋势和后轮有滑动趋势的情况。
详解丰田普锐斯(Toyota Prius)工作模式(2013-01-02 21:04:01)转载▼分类:汽车频道标签:杂谈详解丰田普锐斯(Toyota Prius)工作模式以下是一位普锐斯车友理论结合实践的倾心之作。
从普锐斯静止状态下汽油机的启动、冷车启动、热车启动、起步、加速和爬坡、巡航、滑行、刹车、爬行和电力起步和低速行驶和电动行车这十种工作模式剖析普锐斯工作模式。
三代普锐斯与二代相比,电机和汽油机的马力都加大了,但基本结构和工作原理还是那些。
一、关于普锐斯的核心运动部件1、汽油机:普锐斯的1.5L的汽油机是阿特金森循环汽油机,与普通轿车的奥托循环汽油机相比,阿特金森循环汽油机的优点是燃烧效率较高,负荷较轻,特别适合反复点火启动,缺点是单位重量和功率比不如奥托循环汽油机。
2、电机:普锐斯有两台电机,资料上分别称为一号电机和二号电机。
一号电机10KW,二号电机50KW。
这两台电机在车载计算机控制下,有时以发电机模式工作,有时以电动机模式工作。
有时正转,有时反转。
正转时,有时是发电机,有时是电动机;反转时只作为电动机使用。
/player.php/sid/XNDI0MTc1NjE2/v.swf3、PSD(Power SplitDevice):即“动力分配器”。
本质上是一个行星齿轮组(planetary gear set),它是普锐斯的机械中枢。
汽油机和电动机的动力结合、无级变速的实现都要靠它完成。
其示意图如下:通过观察这个示意图,可以看到动力分配器由一个中心齿轮、四个小的行星齿轮、一个圆形的行星齿轮座、一个外齿圈构成。
A. 中心的齿轮称为“恒星齿轮”,它与一号电机相联。
由于一号电机既可以正转,也可以反转,所以恒星齿轮也随一号电机正转或反转(恒星齿轮和一号电机见图中黄色的部分)。
B. 恒星齿轮四周有四个小齿轮围绕着旋转,称为“行星齿轮”。
C. 承载四个行星齿轮的圆环称为“行星齿轮座”,它上面有四个独立的短轴,四个行星齿轮分别装在短轴上。
丰田Prius轿车的先进汽车技术----中国汽车制造网(提供:中国汽车制造网)【在线联系作者】丰田公司于1997年开始销售混合动力的Prius轿车,它是世界上第一款大批量生产的商业用途的混合动力车型。
丰田prius轿车应用了大量先进的汽车技术,如采用“线控(by-wire)”技术、全电动空调等。
本文介绍prius轿车的一些先进技术特点。
1.Atkinson循环发动机丰田prius轿车采用1.5L汽油机,最大输出功率为57KW。
工作循环为Atkinson循环(见图1),其热效率高,膨胀比大。
Atkinson循环的汽油机采用延迟进气门关闭时刻的方法,增大膨胀比。
在压缩冲程的起始阶段(当活塞开始上行时),部分进入气缸的空气回流到进气歧管,有效地延迟了压缩起始点,故膨胀比增大,而实际的压缩比并没有增大。
由于用这种方法能增大节气门开度,在部分负荷时可减小进气管负压,从而减小进气损失。
图1 高膨胀比原理图2.“线控(By-wire)”技术“线控(By-wire)”技术起源于航空工业,意思是某些操从机构采用电子控制,电动执行的,用来取代机械或液力控制。
具有相应快、重量轻,占地方少的特点。
在Prius 轿车上,节气门、制动、换档杆、牵引力控制和车辆稳定性控制(VSC+)都采用了“线控(By-wire)”技术,提高操纵性。
3.电控无级变速器Prius轿车实际上没有真正的无级变速器(CVT),但Prius的变速理论与无级变速器的变速理论相同。
Prius轿车的动力分配装置(见图2,图3)将发动机和电动机的力矩分配给驱动轮或发电机。
通过选择性地控制动力源(驱动电机、发动机和发电机)的转速,模拟变速器传档比的连续变化。
工作起来像普通的无级变速器(CVT)一样。
图2 Prius轿车传动系统原理图图3 Prius轿车传动系统剖面图4.电动牵引力控制如果防滑控制单元(ECU)检测到车轮打滑时,会立即切断电动机传到车轮的驱动力矩,而不是像传统牵引力控制系统那样切断来自发动机的动力。
主要规格表尺寸及质量全长mm 4,450全宽mm 1,725全高mm 1,510轴距mm 2,700轮距(前/后)mm 1,510/1,480最小离地间隙(空载)mm 160最小转弯半径m 5.1整备质量kg 1,345满载质量kg 1,745轮胎规格195/60R15发动机型号1NZ-FXE型式4缸直列顶置双凸轮轴电喷16气门(VVT-i)排气量cc 1,497最大功率kW/rpm 57/5000最大扭矩Nm/rpm 115/4000缸径 * 行程mm/mm Φ75.0*84.7压缩比13.0最高车速km/h 165燃油供给装置EFI(电子控制式燃料喷射装置)变速箱型式电子控制式无级变速油箱容积L 45百公里耗油(综合工况法)L/100km 4.7 电动机 66``l型式同步交流电动机(永磁型)最大功率kW/rpm 50/1200-1540最大扭矩Nm/rpm 400/0-1200混合动力车专用蓄电池型式密封Ni-MH(镍氢电池)模块数量28容量Ah 6.5/3h制动、悬架、驱动方式制动系统(前/后) 通风盘式/实体盘式悬架系统前麦弗逊式悬架悬架系统后摇曳臂式悬架驱动方式前轮驱动车身整体铸造1.5升VVT-i发动机高膨胀比循环和智能正时可变气门系统VVT-i保持在最佳状态,减弱了摩擦带来的能量损失,进而实现了优异的动力性能和高效的能源利用率。
TOYOTA 油电混合动力系统中安装的发动机与以往机型相比,具有低油耗,高输出的特性。
<高膨胀比循环>1NZ-FXE应用了高膨胀比循环的代表性系统“艾金森循环”,是追求高效率的1.5L发动机。
缩小燃烧室容积,以提高膨胀比(*1),即等待爆发压力在充分降低后才进行排气,由此充分利用爆发能量。
膨胀比:(膨胀行程容积+燃烧室容积)/燃烧室容积<高旋转化>将发动机的最高转数升至5000r.p.m,提高了输出功率。
在减少摩擦损失的同时提高了最高转数,所以既加大了加速时的驱动力,又实现了低油耗。
・运转部件的重量更轻。
・活塞环的张力更小。
・气门弹簧的反弹力更小。
<采用VVT-i*3>采用VVT-i*3,可根据行驶状况细微地调节进气阀的工作时间。
可在各种旋转带进行高效燃烧,为提高输出功率,降低油耗作出贡献。
动力控制单元(变压器、转换器、交直变换升压电路系统)通过可变电压控制系统,最高电压可提高到500V,同时对HV蓄电池的直流电流和驱动电动机、发电机的交流电流进行最佳控制,并实现能量电路的小型化。
无级变速系统(动力分离装置、发电机、电动机和发动机组合)通过无阶段地改变发动机转数、发电机及电动机转数实现加速、减速和后退。
滚珠轴承等部件的合理化配置使摩擦消耗大大降低。
高功率HV蓄电池安装在TOYOTA 油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄电池具有高输入输出密度(每重量的输出)和重量轻、寿命长等特点。
无需利用外界电源进行充电,也无需定期交换。
镍氢电池将内部的电流通路分为两条,以降低HV蓄电池内部的电阻,实现了高性能和轻量化。
全新设计了以往的电极材料及单电池(一个HV蓄电池)之间的连接结构,减少了HV蓄电池的内部电阻,因此安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了约540W/kg的输入输出密度,居世界最高水平。
另外,还使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进行充电,从而累积充电放电电流,使充电状态保持稳定。
不会出现放电过多或多余充电等现象,使用寿命非常长。
现行的混合动力系统模式:PRIUS普锐斯搭载的混联式混合动力系统,集合了各式混合动力系统的优势:根据行驶条件的不同,可以仅靠电动机驱动力来行驶,或者利用发动机和电动机驱动行驶。
另外还安装有发电机,所以可以一边行驶,一边给HV蓄电池充电。
基本结构由电动机、发动机、HV蓄电池、发电机、动力分离装置、电子控制单元(变压器、转换器)组成。
利用动力分离装置将发动机的动力分成两份,一部分用来直接驱动车轮,另一部分用来发电,给电动机供应电力和HV蓄电池充电。
电动机擅长从低速带开始发挥威力,而发动机则在高速带大显身手。
本系统通过理想地控制二者,可在所有条件下提供高效率行驶。
■ 发动机和发电机可根据行驶状况共同驱动或分开单独使用。
■ 停驶时自动停止发动机,减少能量浪费。
■ 更有效地控制发动机和电动机,加速反应快捷而顺畅。
主动安全系统带EBD电子制动力分配系统的ABS防抱死制动系统在ABS的基础上配备EBD功能,确保车辆无论空驶或是承载不同重量,ABS都能分配前、后轮的制动力。
转弯制动时,带EBD的ABS可以更好地分配左、右轮的制动力,以保证制动性能的出色发挥,保持车辆的稳定性。
S-VSC助力转向式车辆稳定性控制系统和EPS电动助力转向世界首创的与EPS电动助力转向协调,控制转向扭矩辅助量的安全预防结构。
实现了优异的安全性和操控性。
在主动安全装备中,除了常见的ABS系统,PURIS还装备了EBD(电子制动力分配系统)、ECB(四轮独立液压制动和前轮能源再生系统)、EPS(电动助力转向系统),而辅助转向车辆稳定系统S-VSC 可称作该车的另一卖点。
该系统涵盖了以往VSC系统的功能,它同电动转向装置相结合,控制助力转向装置,保持车辆的安全行驶方向,并能在急转弯时或湿滑路面提供更高的安全保障。
被动安全系统GOA冲撞吸能式车身TOYOTA独有的GOA(Global Outstanding Assessment)安全车身是根据世界多数国家的安全基准,结合实际事故的发生状况,独立研究开发的安全标准。
吸收撞击能量的车身和高强度驾驶室能够在碰撞发生时有效吸收碰撞能量,并将其分散至车身各部位骨架,将驾驶室变形控制在最小限度,确保座舱安全。
二级式SRS空气囊配备根据撞击强度分两段式打开的空气囊。
当紧急情况发生时,它将配合安全带,针对正面而来的冲撞减低对驾驶席、助手席乘坐人员头部、胸部所造成的重大伤害。
SRS侧面及帘式头部气囊在车辆遭受侧面撞击时,装备于前立柱顶部侧梁处的气囊可立刻打开遮盖乘员头部,从而减轻乘员头部所承受的撞击力。
同时,座椅内的侧面空气囊打开,以减轻撞击对乘员胸部的伤害。
你几乎不能相信,在0.4秒内,只靠电动机,PRIUS普锐斯就能启动,而且感觉不到丝毫迟滞。
加速时发动机和电动机会通力合作,提供更为充沛的动力输出,再加上反应迅捷的电子控制式无级变速系统,驾驶乐趣自然非比寻常。
TOYOTA油电混合动力系统运作解读:车辆只靠电动机就能启动,也不会产生燃油消耗。
低速行驶时,依然使用电动机驱动,性能卓越的密封式镍氢电池令动力输出更为强劲。
系统将根据行驶中的状况决定不同的驱动模式。
或只使用电动机,或电动机和发动机共同驱动。
电脑控制着动力分离装置和动力控制单元,使燃料消耗始终保持在更低的水平。
需要较高的动力输出时,动力控制单元将电池的电压升压至500伏,在驱动发动机的同时,也和发电机一起驱动电动机,提供更高的输出功率。
将动能再利用到电动机发电中TOYOTA 油电混合动力系统中采用了“再生制动器”,它利用电动机的发电来再次利用动能。
电动机通常在通电后开始转动,但是相反地让外界力量带动电动机旋转时,它又可作为发电机来发电。
因此,利用驱动轮的旋转力带动电动机发电,在给HV蓄电池充电的同时,又可利用发电时的电阻来减速。
该系统在制动时与液压制动器同时控制再生制动器,完美的将原来在减速中作为摩擦热散失的动能回收为行驶用能量。
减速、制动和下坡时,电动机将作为发电机使用,把损耗的动能转换成电能贮存在蓄电池中,这对频繁加、减速的市内行驶尤其适用。
城市中行驶时反复进行的调速操作具有较高的能量回收效果,所以在低速带优先使用再生制动器。
Prius普锐斯在城市中行驶100km,即可再生相当于一升汽油的能量。
当遇到红灯停驶,发动机会自动熄火,避免怠速运转而造成不必要的油耗及排放二氧化碳等污染物。
动力总成:Toyota Pirus 采用了 THS 系统( Toyota Hybrid System ),将 VVT-i 发动机与电动马达结合在一起。
其中主要由发动机向整车提供动力,电动马达在需要时提供辅助动力。
下图为 Pirus 的简单原理图:THS系统使汽车能在以下3种情况下运行:1)纯发动机驱动2)纯电机驱动3)两者并行工作上图展示了THS系统在不同工况下,各部分的工作情况:1)启动:启动时只有电动马达工作2)正常行驶:发动机与电动马达同时工作3)加速:发动机与电动马达同时工作,从电池抽取额外的动力4)减速:向电池充电5)制动:发动机自动关闭,再生制动系统为电池充电由Pirus上的ACS系统(Advanced Control System)监控整个系统上各部件的工作情况。
同时Pirus的变速箱采用了ECVT(electronically controlled continuously variable transmission)双管齐下动力提升第二代Prius用上与上代相同设计的发动机及马达,发动机容积同为1,496c.c.,4汽缸16气门双顶凸轮轴设计,马力输出由第一代的58ps/4,000rpm,增加至72ps/4,500rpm,峰值扭力由10.4kgm/4,000rpm上升至11.7kgm/4,200rpm。
马达的输出也有提升,马力及扭力由41ps /940-2,000rpm及31.1kgm/0—940rpm,上升至45Ps/1,040-5,600rpm及35.7kgm/0—400rpm。
理论上,合计的总马力会有117ps,发挥的范围亦比以往广阔。
行星齿轮机构丰田混合动力技术基于这一原理,但是实现方式与众不同。
最大的特点:它有独立的发电机和电动机各一台;它的变速仅仅靠一套行星齿轮组,没有传统的机械变速箱和离合器(或是油压传动机构)。
其他的混合动力车,比如本田的Insight,只有一台电动-发电机,配上CVT或6速自动变速器。
图1:丰田Prius混合动力系统。
图2:示意图。
这里要提及的是:丰田的电池是与松下电器联合研制和生产的,在Prius里的重量仅仅是39千克。
丰田和松下下大功夫,大大减少了电池的记忆效应。
在美国市场,丰田为电池提供10年质保,在欧洲8年。
另外,发电机和电动机的工作电压均为500伏特,因而丰田专门开发了直流变压器,以便实现500V和14V的转换。
图3:行星齿轮机构。
原理其实也很简单:发电机带动太阳轮(sun gear),内燃机带动行星轮(planet gear carrier),电动机与外环(ring gear)相连。
同时,电动机的输出轴直接与传动轴连接。
3台机器以不同的转速的和转向搭配就能实现任意输出速度和驱动模式。
可以说这个concept是非常巧妙的,它的机械结构非常简单。
将发动机产生的动力,分配给驱动系统和发电系统使用。