混合動(dòng)力系統(tǒng)組件課件

1、組件THS II 主要組件HV電池帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器變頻器DC/DC 轉(zhuǎn)換器輔助電池發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋發(fā)電機(jī)(MG1)馬達(dá)(MG2)高電壓線束帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶變頻器)組件THS II 主要組件系統(tǒng)圖HV電池帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成輔助電池發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶變頻器)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋發(fā)電機(jī)(MG1)馬達(dá)(MG2)ECM變頻器DC/DC 轉(zhuǎn)換器增壓轉(zhuǎn)換器: 高電壓線束高電壓線束概要高電壓線束承受高電壓，高電流高電壓線束網(wǎng)狀屏蔽線護(hù)套高電壓線束系統(tǒng)圖HV電池增壓轉(zhuǎn)換器MG1變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG2變頻器

2、輔助電池帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶變頻器)Max. DC 650 VDC 244.8 VDC 14 V混合動(dòng)力傳動(dòng)橋ACACDC-DC 轉(zhuǎn)換器 For 輔助電池DC 244.8 V高電壓線束位置帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成HV電池混合動(dòng)力傳動(dòng)橋 (MG1, MG2)高電壓線束混合動(dòng)力傳動(dòng)橋概要混合動(dòng)力傳動(dòng)橋主要由下列組件構(gòu)成MG2動(dòng)力分配行星齒輪油泵(機(jī)械型)MG1主減速從動(dòng)齒輪中間軸齒輪差速器小齒輪傳動(dòng)橋減震器主減速驅(qū)動(dòng)齒輪馬達(dá)減速行星齒輪P410 混合動(dòng)力傳動(dòng)橋組合齒輪單元混合動(dòng)力傳動(dòng)橋齒輪傳動(dòng)鏈發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)橋減震器MG1差速器小齒輪主減速從動(dòng)齒輪中間軸齒輪MG2油泵馬達(dá)減速行星齒輪組

3、合齒輪單元?jiǎng)恿Ψ峙湫行驱X輪混合動(dòng)力傳動(dòng)橋組合齒輪單元結(jié)構(gòu)駐車鎖止齒輪齒圈(馬達(dá)減速行星齒輪)齒圈(動(dòng)力分配行星齒輪)中間軸齒輪組合齒輪單元?jiǎng)恿Ψ峙湫行驱X輪 單元中間軸齒輪 (組合齒輪)馬達(dá)減速行星齒輪 單元混合動(dòng)力傳動(dòng)橋組合齒輪單元齒輪傳動(dòng)鏈MG1MG2發(fā)動(dòng)機(jī)到前輪動(dòng)力分配裝置太陽輪: MG1行星齒輪架: 發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈: 組合齒輪 (到車輪)馬達(dá)減速裝置太陽輪: MG2行星齒輪架: 固定后齒輪: 組合齒輪 (到車輪)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋起步混合動(dòng)力傳動(dòng)橋著車起步混合動(dòng)力傳動(dòng)橋低負(fù)荷混合動(dòng)力傳動(dòng)橋加速混合動(dòng)力傳動(dòng)橋D檔域減速混合動(dòng)力傳動(dòng)橋B檔域減速再生制動(dòng)聲音混合動(dòng)力傳動(dòng)橋倒車混合動(dòng)力傳動(dòng)橋馬達(dá)減速行星

4、齒輪單元降低MG2轉(zhuǎn)速并增加扭矩減速比: 2.64MG2扭矩車速?zèng)]有減速機(jī)構(gòu)有減速機(jī)構(gòu)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))結(jié)構(gòu)MG1MG2轉(zhuǎn)子定子定子線圈永久磁鐵轉(zhuǎn)子定子定子線圈永久磁鐵混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))結(jié)構(gòu)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))輸出特性在轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生最大扭矩扭矩輸出馬達(dá)轉(zhuǎn)速+混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))MG 包括定子線圈, 永久磁鐵永久磁鐵(轉(zhuǎn)子)定子線圈混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))MG 通過3相交流電旋轉(zhuǎn)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))定子線圈的極性和磁性時(shí)刻變化NS混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))永久磁鐵轉(zhuǎn)子因?yàn)槎ㄗ泳€圈的吸引和排斥旋轉(zhuǎn)NS

5、混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))NS混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))NS混合動(dòng)力傳動(dòng)橋MG (馬達(dá)發(fā)電機(jī))馬達(dá)轉(zhuǎn)速和扭矩馬達(dá)扭矩由電流大小控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速由電流頻率控制低扭矩高扭矩低速高速混合動(dòng)力傳動(dòng)橋傳動(dòng)橋減震器當(dāng)傳輸較大動(dòng)能時(shí)能減輕振動(dòng)傳動(dòng)橋減震器混合動(dòng)力傳動(dòng)橋油泵2種類型油泵機(jī)械油泵電子油泵(GS450h和LS600h)機(jī)械油泵電子油泵P410 PRIUS (ZVW30)L110L LS600h混合動(dòng)力傳動(dòng)橋機(jī)械油泵發(fā)動(dòng)機(jī)通過主軸驅(qū)動(dòng)油泵以潤滑齒輪機(jī)械油泵油泵主動(dòng)齒輪油泵從動(dòng)齒輪油泵蓋油泵轉(zhuǎn)子軸發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器結(jié)合或脫開傳動(dòng)橋駐車鎖止機(jī)械機(jī)構(gòu)駐車鎖止執(zhí)行器駐車鎖止機(jī)械機(jī)

6、構(gòu)組合齒輪駐車鎖止齒輪混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器變速器控制ECU控制駐車鎖止執(zhí)行器鎖止/解鎖 請求駐車鎖止執(zhí)行器動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)控制位置“P”或“非P”P位置開關(guān)換擋桿位置傳感器混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止機(jī)械機(jī)構(gòu)變速器控制ECU混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器磁阻馬達(dá)不使用碳刷和磁鐵減速機(jī)構(gòu)換檔控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度傳感器(Hall IC)磁鐵輸出軸線圈定子轉(zhuǎn)子W 相V 相U 相磁阻馬達(dá)駐車鎖止執(zhí)行器混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器控制磁阻馬達(dá)磁性引力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電磁鐵UUUUVVVVWWWWUUUUVVVVWWWW: 電流流向UUUUVVVVWWWW磁性引力混合動(dòng)力傳動(dòng)橋駐車鎖止執(zhí)行器Cyc

7、loid減速機(jī)構(gòu)確保完成釋放操作減速機(jī)構(gòu)換檔控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)角度傳感器(Hall IC)磁鐵輸出軸Cycloid 減速機(jī)構(gòu)內(nèi)齒輪(61齒)外齒輪(60齒)偏心板輸出軸偏心板中心馬達(dá)輸入軸軸心帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器DC 244.8V Max. DC 650V變頻器AC DCDC/DC 轉(zhuǎn)換器DC 244.8V DC 14VMG ECU控制變頻器組件帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要變頻器 (DC AC)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成HV電池 (DC 244.8 V)帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成傳動(dòng)橋電池模塊輔助電池增壓轉(zhuǎn)換器(DC 244.8 V DC 650 V max.)DC/DC 轉(zhuǎn)換器輔助

8、電池(DC 244.8 V DC 14 V)for MG2for MG1MG2MG1SMRDC 244.8 VMG ECU動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要 主要組件DC/DC 轉(zhuǎn)換器 部分互鎖開關(guān)(變頻器端子蓋)變頻器端子蓋變頻器電流傳感器MG ECU電容反應(yīng)器智能動(dòng)力模塊 (IPMs)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成概要 系統(tǒng)圖IGBTIGBT變頻器 (AC)IPM增壓轉(zhuǎn)換器 (DC)IPM反應(yīng)器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)DC/DC 轉(zhuǎn)換器 MG1MG2HV電池帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器AC電壓的產(chǎn)生: S1和S4 轉(zhuǎn)到ON: S2和S3

9、轉(zhuǎn)到ON+Vd-Vd0 V+-ABAAABBAC電壓帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器產(chǎn)生正弦波AC電壓面積相等TsTsTonVdVi=控制l“Ton” 產(chǎn)生 正弦波型 ACVd帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器馬達(dá)運(yùn)作VWUIPMIPMMGONONVWVW變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器馬達(dá)運(yùn)作IPMIPMMGONONWVUVWUONVWU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器馬達(dá)運(yùn)作VWUIPMIPMMGONONVUVU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器馬達(dá)運(yùn)作VWUIPMIPMMGONONONVWUVWU變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器馬達(dá)運(yùn)作IPMVIPMMGONONWUWUWU變頻器VWUIPMIPMMG到

10、可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器發(fā)電機(jī)運(yùn)作再生電壓VWVWVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器發(fā)電機(jī)運(yùn)作再生電壓VWUVWUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器發(fā)電機(jī)運(yùn)作再生電壓VUVUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器發(fā)電機(jī)運(yùn)作再生電壓VWUVWUVWUIPMIPMMG到可變電壓系統(tǒng)變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器發(fā)電機(jī)運(yùn)作再生電壓WUWU帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成變頻器運(yùn)作 (0扭矩控制)VWUIPMIPMMG變頻器WUWUVON抵消產(chǎn)生的電壓(V1 = V2)車輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了電壓V2V1

11、帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器將HV電池提供的電壓增大244.8 VMax. 650 VMG1MG2HV電池增壓轉(zhuǎn)換器 電功率 = 電壓 x 電流發(fā)熱量 = 電流的平方 x 電阻 如果電壓變?yōu)?倍并且電動(dòng)率不變, 那么電流將減半. 那么熱能損失將降低3倍.帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器反應(yīng)器用來進(jìn)行增大電壓的操作可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器244.8 V反應(yīng)器特性:抵抗電流的變化(試圖保持電流)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器增壓運(yùn)作可變電壓系統(tǒng)HV電池ON變頻器244.8 V帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器增壓運(yùn)作可變電壓系統(tǒng)HV電池244.8 VON變頻器可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器244.8 -

12、 650VOFF帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí))可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器ON可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器ON可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí))OFF帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成增壓轉(zhuǎn)換器降壓運(yùn)作(當(dāng)充電時(shí))可變電壓系統(tǒng)HV電池變頻器ON電壓是由IGBT控制帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成DC/DC 轉(zhuǎn)換器DC 244.8VDC DC 轉(zhuǎn)換器變頻器總成輔助電池DC 14VDCACAC 244.8VAC 12VACDCMG1MG2HV電池變頻器可變電壓系統(tǒng)12V 電壓系統(tǒng) (ECU 等.)帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成DC/DC 轉(zhuǎn)換器DC-DC 轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作DC 2

13、44.8V變壓器DC ACDC 14V整流器二極管 濾波電路 輔助電池DC DC 轉(zhuǎn)換器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU根據(jù)從動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)的信號控制變頻器和增壓轉(zhuǎn)換器帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成MG ECU變頻器增壓轉(zhuǎn)換器所需動(dòng)力、馬達(dá)溫度等. 變頻器輸出電流值變頻器溫度.故障信息等.控制HV車輛控制 ECUHV電池總成電源提供2個(gè)電池HV電池(DC 244.8V)輔助電池(DC 12V)用于高電壓系統(tǒng)(MG, A/C壓縮機(jī))用于DC 12 V系統(tǒng)(ECU, 大燈等.)HV電池總成組件HV電池 (電池模塊) 電池智能單元服務(wù)插銷連接器HV 接線盒總成HV電池冷卻風(fēng)扇(無電刷)HV

14、電池增壓轉(zhuǎn)換器變頻器 for MG2帶轉(zhuǎn)換器的變頻器總成輔助電池帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成(帶變頻器)DC 244.8 VDC 14 V混合動(dòng)力傳動(dòng)橋ACDC-DC 轉(zhuǎn)換器（輔助電池）DC 244.8 VHV電池總成HV電池 (電池模塊)高電壓的應(yīng)用DC 12 V系統(tǒng)充電驅(qū)動(dòng)A/C壓縮機(jī)車輛行駛HV電池總成HV電池 (電池模塊)6 單元 (7.2 V) x 34 模塊= DC 244.8 V電池模塊(6 cell = 7.2 V)單元 (1.2 V)34 電池模塊+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+HV接線盒總成服務(wù)插銷34 電池模塊HV電池總成HV電池 (電池模塊)SOC (充

15、電狀況) 指示HV電池的充電狀況充電過度范圍放電過度范圍SOC的充電舉例SOC控制上限SOC 控制下限目標(biāo)SOCSOC時(shí)間充電放電HV電池總成服務(wù)插銷手動(dòng)關(guān)閉高電壓電路服務(wù)插銷互鎖開關(guān)主保險(xiǎn)絲主保險(xiǎn)絲互鎖開關(guān)服務(wù)插銷19 電池模塊9 電池模塊+-HV電池總成服務(wù)插銷絕緣手套拆卸安裝可聽到滴答聲HV電池總成SMR (系統(tǒng)主繼電器)連接和斷開HV電池和高電壓線束 SMRPSMRBSMRGPrecharge ResistorHV電池+-SMRGSMRPSMRBPrecharge ResistorHV電池總成SMR (系統(tǒng)主繼電器)結(jié)構(gòu)HV電池總成冷卻風(fēng)扇 HV電池 冷卻風(fēng)扇Cooling Air F

16、lowIntake Air Duct排風(fēng)管HV電池進(jìn)氣口 (桌椅右側(cè))HV電池總成電池智能單元將HV電池的信息傳輸給動(dòng)力管理控制ECU(HV CPU)電池智能單元服務(wù)插銷溫度感應(yīng)器HV電池電流感應(yīng)器電壓 x 14+-溫度 x 3電池智能單元?jiǎng)恿芾砜刂艵CU(HV CPU)監(jiān)控高電壓系統(tǒng)的絕緣電阻 傳輸HV電池的信息HV電池信息輔助電池概要提供給ECU和輔助設(shè)備的電源，如音響等輔助電池 (密封型號)行李箱輔助電池結(jié)構(gòu)使用密封型電池氫氣排放管氫氣排放管沒有通氣孔發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán)(Atkinson Cycle)壓縮行程 膨脹行程熱效率高壓縮擴(kuò)張阿特金森循環(huán)奧托循環(huán)下止點(diǎn)上止點(diǎn)奧托循環(huán)ABCDCl

17、ose進(jìn)氣門活塞運(yùn)動(dòng)阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán)進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間被延遲,因而延遲了實(shí)際的壓縮行程的開始關(guān)閉時(shí)間被延遲實(shí)際壓縮行程縮短Open實(shí)際壓縮行程A: 膨脹沖程B: 排氣沖程C: 進(jìn)氣沖程D: 壓縮沖程發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán)和奧托循環(huán)相比較進(jìn)氣損失和排氣損失的減少上止點(diǎn)下止點(diǎn)氣缸容積0低 (Vacuum)氣缸壓縮壓力 (kPa)高阿特金森循環(huán)奧托循環(huán)排氣損失進(jìn)氣損失: 阿特金森循環(huán): 奧托循環(huán)阿特金森循環(huán)奧托循環(huán)ABCD壓縮開始線A: 膨脹沖程B: 排氣沖程C: 進(jìn)氣沖程D: 壓縮沖程發(fā)動(dòng)機(jī)阿特金森循環(huán)依靠驅(qū)動(dòng)情況，氣缸容積通過VVT-i是可以改變的氣門正時(shí)(進(jìn)氣門)氣缸容積102VVT-

18、i Operation下止點(diǎn)上止點(diǎn)61參考 (發(fā)動(dòng)機(jī))阿特金森循環(huán)進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間延遲氣門正時(shí)(進(jìn)氣門)氣缸容積壓縮沖程膨脹沖程下止點(diǎn)上止點(diǎn)102參考 (發(fā)動(dòng)機(jī))阿特金森循環(huán)進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間適中氣門正時(shí)(進(jìn)氣門)氣缸容積下止點(diǎn)上止點(diǎn)80膨脹沖程壓縮沖程參考 (發(fā)動(dòng)機(jī))阿特金森循環(huán)進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間提前氣門正時(shí)(進(jìn)氣門)氣缸容積膨脹沖程下止點(diǎn)上止點(diǎn)61壓縮沖程發(fā)動(dòng)機(jī)電水泵預(yù)熱性能以及減少冷卻損失進(jìn)一步提高。電水泵軸馬達(dá)定子葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)電水泵 ECM調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的循環(huán)量以符合最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作條件電水泵驅(qū)動(dòng)電路 水泵馬達(dá)水泵繼電器ECM空調(diào)放大器+BEFI繼電器動(dòng)力管理總線泵馬達(dá)轉(zhuǎn)速脈沖信號發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速車速發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度泵馬達(dá)轉(zhuǎn)速帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成A/C 壓縮機(jī)A/C系統(tǒng)使用一個(gè)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電子變頻器壓縮機(jī)油分離器A/C 變頻器(DC AC)DC 244.8 V滾動(dòng)型壓縮機(jī)無電刷馬達(dá)ES14帶馬達(dá)的滾動(dòng)型壓縮機(jī)(A/C 與變頻器整合在一起)發(fā)動(dòng)機(jī)ND-OIL8帶馬達(dá)的壓縮機(jī)總成壓縮機(jī)油具有高絕緣性的壓縮機(jī)油 (ND-OIL 11)ND-OIL11A/C 變頻器A/C