項(xiàng)目二 任務(wù)一 普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成項(xiàng)目二混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制技術(shù)任務(wù)1混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)主講教師：劉鋼邢合理

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成普銳斯混合動(dòng)力汽車(chē)的混合動(dòng)力系統(tǒng)（ToyotaHybridSystem，THS-Ⅱ），使用汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力，通過(guò)串行和并行相結(jié)合的方式進(jìn)行工作，達(dá)到高效率、低排放的效果。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（1）HV變速驅(qū)動(dòng)橋HV變速驅(qū)動(dòng)橋位于車(chē)輛前部，變頻器總成下方。由MG1、MG2和行星齒輪組等組成，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛變速驅(qū)動(dòng)功能。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（1）HV變速驅(qū)動(dòng)橋HV變速驅(qū)動(dòng)橋位于車(chē)輛前部，變頻器總成下方。由MG1、MG2和行星齒輪組等組成，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛變速驅(qū)動(dòng)功能。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1）發(fā)電機(jī)（MG1）。發(fā)電機(jī)（MG1）由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓電以操作電動(dòng)機(jī)（MG2）或?yàn)镠V蓄電池充電。同時(shí)，它還可以作為起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。2）電動(dòng)機(jī)（MG2）。由發(fā)電機(jī)（MG1）或?yàn)镠V蓄電池的電能驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生車(chē)輛動(dòng)力。制動(dòng)期間或制動(dòng)踏板未被踩下時(shí)，它產(chǎn)生電能為HV蓄電池再次充電（再生制動(dòng)控制）。3）行星齒輪組。以適當(dāng)?shù)谋壤峙浒l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛和發(fā)電機(jī)（MG1）。MG1電機(jī)MG2電機(jī)

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)MG1和MG2電機(jī)均采用了交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，它可以高效輸出大扭矩直至高轉(zhuǎn)速范圍，并能自由控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩。豐田還成功的制造出更加緊湊，重量輕，高效的電動(dòng)機(jī)，可以更平滑的啟動(dòng)/加速。項(xiàng)目發(fā)電機(jī)（MG1）電動(dòng)機(jī)（MG2）類(lèi)型永磁鐵交流同步電動(dòng)機(jī)永磁鐵交流同步電動(dòng)機(jī)功能發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪最高電壓VAC500AC500

最大輸出功率kw/rpm37.8/950050/1200～1540最大轉(zhuǎn)矩N·m/rpm45/0～6000400/0～1200最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的電流值A(chǔ)rms75230最大轉(zhuǎn)速rpm100006700冷卻系統(tǒng)水冷水冷Prius發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）技術(shù)參數(shù)

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成MG1/MG2電機(jī)的工作原理發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）為永磁電動(dòng)機(jī)，其三相交流電經(jīng)過(guò)定子線圈的三相繞組時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通過(guò)以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速控制旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)從而使轉(zhuǎn)子的永磁鐵受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的吸引產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可用于與電流相匹配的所有用途，而轉(zhuǎn)速由交流電的頻率控制。此外，通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁鐵的角度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩和較高的轉(zhuǎn)速。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（2）

變頻器總成變頻器總成位于車(chē)輛前部左側(cè)，實(shí)現(xiàn)變壓器、轉(zhuǎn)換器、交直流變換升壓等功能。打開(kāi)普銳斯發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，白色的鋁盒就是變頻器。如果沿著逆變器左邊的冷卻水壺劃一條線則左邊是傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部分，右邊則是電機(jī)，變頻器器，行星齒輪等部件。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成變頻器總成的功用①變頻器總成將HV蓄電池高壓DC（HV蓄電池）轉(zhuǎn)換為三相交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）。②變頻器總成中的增壓轉(zhuǎn)換器將HV蓄電池DC201.6V的額定電壓提升到DC500V，提升電壓后，變頻器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。③為空調(diào)壓縮機(jī)提供電能。④通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換為輔助電池充電。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成變頻器總成的組成①增壓轉(zhuǎn)換器②DC/DC轉(zhuǎn)換器③冷卻系統(tǒng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成1）增壓轉(zhuǎn)換器增壓過(guò)程：將HV蓄電池輸出的額定電壓DC201.6V增壓到DC500V（第三代Prius為DC650V）的最高電壓。轉(zhuǎn)換器包括IPM（智能功率模塊）、IGBT（絕緣柵雙極晶體管）。通過(guò)這些組件，轉(zhuǎn)換器將電壓升高。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成降壓過(guò)程：發(fā)電機(jī)（MG1）或電動(dòng)機(jī)（MG2）作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)，變頻器通過(guò)其將交流電（AC201.6～500V）轉(zhuǎn)換為直流電，然后增壓轉(zhuǎn)換器將其降低到DC201.6V，為HV蓄電池充電，電壓的調(diào)節(jié)由IGBT（絕緣柵雙極晶體管）完成。

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2）DC/DC轉(zhuǎn)換器車(chē)輛的輔助設(shè)備，如車(chē)燈、音響系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)（除空調(diào)壓縮機(jī)）和ECU，題目都由DC12V的供電系統(tǒng)供電。由于THS-Ⅱ發(fā)電機(jī)輸出額定電壓為DC201.6V，因此需要轉(zhuǎn)換器將電壓降低到DC12V來(lái)為輔助蓄電池充電。DC/DC轉(zhuǎn)換器安裝于變頻器的下部。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成3）冷卻系統(tǒng)車(chē)輛采用了配備有水泵的發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）冷卻系統(tǒng)，而且將其與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)分開(kāi)。冷卻系統(tǒng)的散熱器集成在發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器中。這樣，散熱器的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，空間也得到有效利用。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（3）HV蓄電池混合動(dòng)力HV蓄電池位于車(chē)輛后備箱，由168個(gè)鎳氫電池模塊組成，其每一個(gè)模塊由6個(gè)串聯(lián)的1.2V電池組成，共有28個(gè)模塊串聯(lián)成電池組，電池組電壓為201.6V，主要為MG2（電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)）提供電能。HV電池配置有服務(wù)插銷(xiāo)，在對(duì)蓄電池進(jìn)行檢查或維修時(shí)拆下檢修塞，以切斷HV蓄電池的高壓電路。服務(wù)插銷(xiāo)

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學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成HV蓄電池在充放電過(guò)程中會(huì)散發(fā)熱量，為了保證蓄電池能正常工作，HV蓄電池ECU通過(guò)控制冷卻風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行散熱。在工作時(shí)，蓄電池ECU根據(jù)HV蓄電池內(nèi)部3個(gè)蓄電池溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器給出的信號(hào)將HV蓄電池溫度控制在合適的范圍。

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)準(zhǔn)備普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成（4）

高壓線纜高壓電線將變頻器與HV蓄電池、發(fā)動(dòng)機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）以及空調(diào)壓縮機(jī)等部件相連，用以傳輸高電壓、大電流。高壓電線一端接在