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1、 广州车胜教学设备有限公司 http:/ 实训指导手册项目一TOYOTA油电混合动力系统及其控制认识一、实训目的与要求1、认识丰田混合动力系统动力传递过程。2、认识丰田混合动力系统电子控制工作原理。二、使用教具、仪器设备和工、量具1、丰田发动机维修常用工具。2、丰田混合动力系统解剖台架。三、实训内容和步骤综合以往的混合动力系统的优点，有很多方法可以组合电动机和发动机，而TOYOTA油电混合动力系统采用的是“混联式混合动力”。该系统组合了我们在过去开发的“串联式混合动力系统”以及构造完全不同的“并联式混合动力系统”，是一个综合双方优点的理想系统。TOYOTA油电混合动力系统采用的是“混联式混合动
2、力”的同时，还利用最尖端的技术开发并改良了驱动系统、发电系统和控制系统，具有许多以往的传动系统所无法比拟的优点。混联式混合动力是利用电动机和发动机来驱动车轮，并可用发电机来发电及自行充电。混联式混合动力利用电动机和发动机这两个动力来驱动车轮，同时电动机在行驶当中还可以发电。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
3、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的行驶。TOYOTA油电混合动力系统中还采用了其它许多最尖端的技术，将驱动系统、发电系统、控制系统进行开发和改良，获得了众多以往的传动系所无法比拟的优点。ECU是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。为了实现安全、舒适、高效率行驶，TOYOTA油电混合动力系统采用EUC实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速的综合控制。监控混合动力组成部分(混合动力系统的发动机、发电机、电动机、HV蓄电池)的运转状态。监控通过汽车的控制网络传来
4、的制动信息。监控从驾驶者发出的指令(加速踏板开度、变档位置)。监控辅助驾驶设备(如空调、加热器、前照灯、导向系统等)的能量消耗。综合以上的监控结果，电子控制各系统，以实现安全、舒适和最高效率的行驶。四实训操作注意事项1安装12V蓄电池接头时，注意要分清正负极，防止电路反接短路事故；2发动机工作时，注意不要伸手或者工具到减速电机和飞轮位置，防止伤害事故发生；3混合动力系统演示过程中，不得伸手或工具进入发动机解剖面内，防止损坏事故发生；4台架带220V强电，小心触电事故发生；5当发动机正在进行故障检修时，注意其他学生绝对不能通电，防止发动机转动做成伤人事故发生；6检查元器件线路时，要求使用数字式万
5、用表，增加准确度；7不得使用铁锤敲打发动机任何部位，防止振裂外壳；8台架保险烧断更换时，要严格按照原来有保险要求，更换相同规格的保险丝，如果更换不正确，容易损坏线路。五、考核时间、配分、评分标准 考核时间：30min序号考核标准配分评分标准考核记录扣分得分1正确使用工具、仪器10仪器使用不当扣10分工具使用不当酌情扣分2认识丰田混合动力系统动力传递过程40不认识系统一个元器件扣5分，根据系统认识情况给分3认识丰田混合动力系统电子控制工作原理40不认识系统一个元器件扣5分，根据系统认识情况给分4遵守安全操作规程，操作现场整洁10违规操作规程一次扣2分，扣完为止安全用电，防火，无人身、设备事故因违
6、规操作发生重大人身和设备事故，此题按0发计5分数总计100六、实验报告1画出丰田混合动力系统动力传递过程图；2画出丰田混合动力系统电子控制工作原理图。项目二TOYOTA油电混合动力系统部件认识一、实训目的与要求1、认识丰田混合动力系统各部件。2、认识丰田混合动力系统各部件工作原理。二、使用教具、仪器设备和工、量具1、丰田发动机维修常用工具。2、丰田混合动力系统解剖台架。三、实训内容和步骤1HV(镍氢)蓄电池认识安装在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。全新设计了以往的电极材料及单电池
7、(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540Wkg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。2高输出功率电动机认识电动机TOYOTA油电混合动力系统的电动机中采用了交流同步原动机。该装置一直到高旋转带都可高效地产生高扭矩，同时可任意控制转数和产生的扭矩。另外它还拥有小型、轻量、高效等特点，具有优秀的动力性能，可进行顺畅的启动、加速等各种操作。采用三相交
8、流方式。根据行驶情况准确地控制旋转磁场和旋转磁石的角度。将转子内的永久磁石排列成理想的V字形。规格最大电压：500V最大输出功率：50kw(68PS)1200一1540rpm最大扭矩：400Nm(408kgm)01200 rpm3动力控制单元认识拥有直流交流变压器和可变电压转换器的动力控制单元使用电动机行驶的TOYOTA油电混合动力系统中安装有由变压器、可变电压系统、DCDC转换器组成的动力控制单元。将HV蓄电池的直流电流转换成电动机和发电机使用的交流电流。另外也将发电机和电动机发出的交流电流转换成可供HV蓄电池充电的直流电流。可根据需要将电动机和发电机的电源电压进行无级升压，由一般情况下的D
9、C2016V最大升至DC650V。这意味着由小电流可提供大的电力供给，发挥高输出电动机的性能，提供系统整体的效率。同时这也意味着变压器将变得更小更轻。将HV蓄电池和发电机发出的2016V直流电流减压至12V，以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用。Highlander混合动力车的数值。Prius普锐斯的数值。4汽油发动机认识低油耗、高输出的发动机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。例如Prius普锐斯中配备的1NZFXE具有以下特点：1NZFXE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
10、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。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-i3，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。1膨胀比：(膨胀行程容积+燃烧室容积)燃烧室容积2 Hlghiander中没有采用3 VVTl：Varlable Valve TImlllg 111tellI gent4日本规格的数值5动力分离装置认识
11、TOYOTA油电混合动力系统中安装有动力分离装置，可将发动机产生的动力分配给驱动轮和发电机。采用由齿环、小齿轮、太阳齿轮、行星支架组成的行星齿轮，高效率地分配动力。1行星支架的旋转轴与发动机连接，通过小齿轮带动外围的齿环和内侧的太阳齿轮。2小齿轮旋转轴直接和电动机连接，将驱动力传给车轮。太阳齿轮旋转轴直接和发动机连接，将发动机的动力转换为电能。发电机认识发电机TOYOTA油电混合动力系统采用和电动机相同的交流同步型发电机，并且实现了高旋转化，提高了最大输出电力。另外还通过加大转子的强度，将最大发电的旋转带扩大到10000 rp m。通过采用交流同步和高旋转化，在一边发电一边行驶的同时，可供给中
12、速带所需的大量电力。TOYOTA提高了由中低速到中速带的加速性能，实现了和高输出电动机、发动机的最佳组合。四实训操作注意事项1安装12V蓄电池接头时，注意要分清正负极，防止电路反接短路事故；2发动机工作时，注意不要伸手或者工具到减速电机和飞轮位置，防止伤害事故发生；3混合动力系统演示过程中，不得伸手或工具进入发动机解剖面内，防止损坏事故发生；4台架带220V强电，小心触电事故发生；5当发动机正在进行故障检修时，注意其他学生绝对不能通电，防止发动机转动做成伤人事故发生；6检查元器件线路时，要求使用数字式万用表，增加准确度；7不得使用铁锤敲打发动机任何部位，防止振裂外壳；8台架保险烧断更换时，要严
13、格按照原来有保险要求，更换相同规格的保险丝，如果更换不正确，容易损坏线路。五、考核时间、配分、评分标准 考核时间：30min序号考核标准配分评分标准考核记录扣分得分1正确使用工具、仪器10仪器使用不当扣10分工具使用不当酌情扣分2HV(镍氢)蓄电池认识部件认识15不认识一个元器件扣5分，根据元器件认识情况给分3高输出功率电动机认识15不认识一个元器件扣5分，根据元器件认识情况给分4动力控制单元部件认识15不认识一个元器件扣5分，根据元器件认识情况给分5混合动力发动机认识15不认识一个元器件扣5分，根据元器件认识情况给分6动力分离装置部件认识20不认识一个元器件扣5分，根据元器件认识情况给分7遵守安全操作规程，操作现场整洁10违规操作规程一次扣2分，扣完为止安全用电，防火，无人身、设备事故因违规操作发生重大人身和设备事故，此题按0发计8分数总计100六、实验报告 说明丰田混合动力系统各部件功能。项目三TOYOTA油电混合动力系统再生制动认识一、实训目的与要求1、认识丰田油电混合动力系统再生制动工作原理。二、使用教具、仪器设备和工、量具1、丰田发动机维修常用工具。2、丰田混合动力系统解剖台架。三、实训内容和步骤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。
