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1、1997年丰田公司首次推出Prius HV,采用THS(TOYOTA HYBRID SYSTEM)和THS-的第一代和第二代Prius HEV是较为典型的代表,且已有多种变型产品。如在THS基础上增加无级变速器的THS-C系统、在THS-的基础上增加电气式四轮驱动系统的THS-+E-Four等。,1. 了解普锐斯混合动力系统的技术特点,2. 掌握混合动力系统的组成,3. 掌握丰田混合动力系统工作原理,4. 熟悉丰田混合动力控制系统,丰田普锐斯混合汽车的技术特点是什么?其采用的混合动力系统的组成和工作原理是什么?丰田混合动力控制系统有哪些特点与功能?,要熟悉普锐斯混合动力汽车的技术特点,掌握丰田
2、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:,一、普锐斯混合动力汽车技术特点,THS-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),1. Atkinson循环发动机 2. “线控(by-wire)”技术 3. 电控无级变速器 4. 电动牵引力控制,5. 电子换挡杆,电子换挡示意图,6. 电控制动系统(ECB) 7. 用户定制车身电器系统 8. 智能驻车辅助系统 9. 全电动空调系统,电动空调压缩机,10. 蓝牙免提电话系统,a) b) 蓝牙电话与有线电话传输过程比较 a)蓝牙电话
3、b)有线电话,11. LED停车灯 12. 智能钥匙与启动系统,a) b) c) 智能钥匙的“遥控作用” a)打开或关闭车门 b)启动汽车 c)开启尾门,13. 坡道起步辅助控制 14. 增强型车辆稳定控制系统(VSC+),二、丰田混合动力系统的组成,丰田混合动力系统主要部件的位置(1),丰田混合动力系统主要部件的位置(2),1. HV(混合动力汽车)变速驱动桥,MG1和MG2 1-MG1 2-MG2,发电机(MGl)和电动机(MG2)电路图,发电机(MGl)和电动机(MG2)的工作原理,2. HV蓄电池,HV蓄电池,3. 变频器总成,变频器总成,(1)作用及组成 变频器总成用于将高压直流电(
4、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。,(2)变频器总成的工作原理,变频器电路图,增压转换器,增压转换器电路图,DCDC转换器,DC/DC转换器电路图,空调变频器,空调变频器电路图,变频器、发电机(MGl)和电动机(MG2)的冷却系统,发电机(MGl)和电动机(MG2)冷却系统,4. HV ECU 5. 发动机ECU 6. 蓄电池ECU 7. 制动防滑控制ECU,8. 加速踏板位置传感器,传感器位置 1-霍尔IC 2-磁轭 3-加速踏板臂,加速踏板位置传感器电路图,9.
5、 挡位传感器 10. SMR(系统主继电器) 11. 互锁开关(用于变频器盖和检修塞) 12. 断路器传感器 13. 检修塞,14. 电线,高压电线 1-接线盒 2-变频器 3-空调压缩机 4-穿过中央地板的部分5-备用蓄电池 6-HV蓄电池 7-电线电压(+) 8-电线电压(-) 9-DC 12V(+),三、丰田混合动力系统工作原理 1. 工作状态 (1)HV蓄电池向电动机(MG2)供电,以驱动车辆,蓄电池供电,(2)发动机通过行星齿轮机构驱动车辆时,发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋转,为电动机/发电机提供电能,发动机驱动车轮,(3)发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动
6、旋转,为HV蓄电池充电,发动机发电,(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,2. 工作原理,车辆行驶状况,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,普锐斯用的行星齿轮机组,表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆,(1)准备启动状态,准备启动状态,行星齿轮机构模拟杠杆图(1),启动后蓄电池充电,行星齿轮机构模拟杠杆图(2),(2)起步工况,起步工况,行星齿轮机构模拟杠杆图(3),汽车起步后发动机起动,行星齿轮机构模拟杠杆图(4),发动机驱动发电机,行星
7、齿轮机构模拟杠杆图(5),(3)发动机微加速工况,发动机微加速工况,行星齿轮机构模拟杠杆图(6),(4)低栽荷巡航工况,低载荷巡航工况,行星齿轮机构模拟杠杆图(7),(5)节气门全开加速工况,节气门全开加速工况,行星齿轮机构模拟杠杆图(8),(6)减速工况 “D”挡减速,“D”挡减速行驶,行星齿轮机构模拟杠杆图(9),“B”挡减速行驶,“B”挡减速行驶,行星齿轮机构模拟杠杆图(10),(7)倒车工况 车辆倒车,倒车工况,行星齿轮机构模拟杠杆图(11),起动发动机,启动发动机,行星齿轮机构模拟杠杆图(12),发动机驱动发电机,行星齿轮机构模拟杠杆图(13),四、丰田混合动力控制系统 1. 混合动
8、力汽车控制系统的组成,HV控制系统的组成,a) b) THS控制系统的组成框图,2. 混合动力汽车控制系统主要功能 (1)HV ECU控制,HV ECU控制原理,HV ECU结构图,2. 混合动力汽车控制系统主要功能 (1)HV ECU控制 系统监视控制功能 关闭控制功能 上坡辅助控制功能 电动机牵引力控制功能,雪地起步时驱动轮转速控制功能,雪地起步时驱动轮转速状态,行星齿轮机构运动关系 a)行星齿轮机构示意图 b)驱动轮抓地力 c)驱动轮打滑,电动机牵引力示意图,系统主继电器(SMR)控制功能,系统主继电器,电源打开,电源关闭,(2)发动机ECU控制,发动机ECU控制框图,(3)变频器控制,
9、变频器控制示意 a) 增压转换功能 b) 降压转换功能 c) 电气供电功能,(4)制动防滑控制ECU控制,再生制动力请求;电动机牵引力控制请求(用于VSC+系统); 实际再生制动控制数值;液压制动控制请求(用于下坡辅助控制); 仅用于带VSC+系统的 制动防滑控制图,(5)蓄电池ECU控制,蓄电池ECU控制原理框图,HV蓄电池状态监视控制 SOC控制,SOC控制,冷却风扇控制,冷却风扇控制框图,(6)汽车碰撞控制,汽车碰撞控制原理,(7)纯电动机驱动模式控 (8)指示灯和警告灯 (9)自诊断功能 (10)安全保护,纯电动驱动模式控制,1. 掌握普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理,2.
10、 掌握普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的结构组成、性能特点,3. 熟悉普锐斯混合动力汽车的底盘,丰田普锐斯混合动力系统的主要组件的结构和工作原理是什么?,要掌握普锐斯混合动力系统主要组件的结构和工作原理,需要以下步骤:,一、普锐斯混合动力汽车的蓄电池,蓄电池主组件位置 1-检修塞 2-SMR1 3-SMR2 4-SMR3 5-电流传感器 6-前母线模块7-后母线模块 8-HV蓄电池模块 9-蓄电池ECU,拆下检修塞 1-检修塞,1. 检修塞,HV蓄电池冷却系统(1) 1-排气 2-冷却风扇 3-进气,2. HV蓄电池冷却系统,HV蓄电池冷却系统(2),HV镍-氢电池的位置 1-镍-氢电池组,3
11、. HV镍-氢电池,蓄电池ECU的位置 1-蓄电池ECU,4. 蓄电池ECU,系统主继电器(SMR),5. 荷电状态(SOC) 6. 系统主继电器(SMR),辅助蓄电池,7. 辅助蓄电池,二、普锐斯混合动力汽车电动机/发电机 丰田普锐斯混合动力汽车动力传动系统有两个电动机/发电机:MG1和MG2。 1. 电动机/发电机MGl的作用 2. 电动机/发电机MG2的作用,3. MG2的输出功率特性和输出转矩特性,电动机/发电机MG1、MG2,MG1MG2,第三代,第二代,电动机/发电机MG2输出功率、转矩特性,三、普锐斯混合动力汽车的底盘 1. 普锐斯混合动力汽车变速驱动桥的组成,变速驱动桥组成,2
12、. 普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥主要部件 行星齿轮机构 变速驱动桥的减振器 MGl和MG2 减速装置 差速器齿轮装置 润滑装置,3. 普锐斯混合动力汽车的换挡控制系统,紧凑型选档杆,换换挡控制系统原理,1. 熟悉混合动力控制系统的电路及其特点,2. 掌握混合动力汽车维修安全注意事项,3. 掌握混合动力控制系统的维修,4. 掌握混合动力电池系统的维修,混合动力汽车结构复杂,故障率相对较高,如果混合动力出现故障该如何进行检修呢?,混合动力系统出现故障,要对其进行检修,需以下几个步骤:,一、混合动力控制系统维修 1. 混合动力控制系统维修注意事项 (1)对高压系统进行操作时断开电源 1)确保电源开
13、关关闭。 2)从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。 3)一定要戴绝缘手套。,绝缘手套,注意:断开电源之后,DTC(故障诊断码)也会被清除,因此断开电源之前必须检查DTC,4)拆下检修塞,拆下检修塞 1-检修塞,5)放置车辆5min。至少需要5min对变频器内的高压电容器进行放电,(2)使用绝缘手套的注意事项,检查绝缘手套,(3)线束和连接器的注意事项 高压电路的线束和连接器都是橙色;HV蓄电池等的高压零件都贴有“高压”警示,小心不要触碰到这些配线。 (4)进行维修或检查时的注意事项 1) 开始工作前,一定要断开电源。 2) 检查、维修任何高压配线和零件时,必须戴绝缘手套。 3) 在对高压系统进行操
14、作时, 用类似“高压工作,请勿靠近!” 的警告牌警示其他人员。,4)不要携带任何类似卡尺或测量卷尺等的金属物体,因为这些物体可能掉落而引起短路;拆下任何高压配线后,立刻用绝缘胶带将其绝缘。,隔离外露区域,5)一定要按规定力矩将高压螺钉端子拧紧,力矩不足或过量都可能导致故障。 6) 完成对高压系统的操作后和重新安装检修塞前, 应再次确认在工作平台周围没有遗留任何零件或工具, 并确认高压端子已拧紧、连接器已连接。,2. 普锐斯混合动力控制系统电路及主要部件位置 (1)混合动力控制系统电路图,混合动力控制系统电路图(1),混合动力控制系统电路图(2),混合动力控制系统电路图(3),混合动力控制系统电
15、路图(4),(2)混合动力控制系统主要部件位置,普锐斯混合动力控制系统主要部件位置(1),普锐斯混合动力控制系统主要部件位置(2),蓄电池系统主要部件位置,3. 混合动力系统的检查 (1)检查变频器,变频器连接端子,(2)检查转换器,HV系统警告灯,HV系统警告灯,放电警告灯,1)检查运行情况,“READY”灯,2)检查输出电流,断开连接器(1),3)检查输入输出信号,断开连接器(2),连接器端子,(3)检查速度传感器,速度传感器,连接器A,连接器B,(4)检查温度传感器,温度传感器位置,连接器C,端子间的电阻岁温度传感器温度的变化,(5)检查加速踏板位置,混合动力车辆控制ECU端子,4. 混合动力控制系统的故障诊断(1)故障诊断步骤 步骤1:车辆进入车间; 步骤2:分析客户所述故障; 步骤3:将智能测试仪(IT-)连接到DLC3(数据链路连接器),如果测试仪显示通信故障,检查DLC3; 步骤4:检查并记录DTC和定格数据,如果输出与CAN通信系统有关的故障的DTC,则首先检查并修理cAN通信; 步骤5:清除DTC;,