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丰田普锐斯油电混合动力系统结构原理

  
丰田普锐斯油电混合动力系统结构原理
丰田普锐斯油电混合动力系统结构原理
1.普锐斯混合动力系统组成
普锐斯混合动力系统主要由MG1、 MG2、 HV蓄电池、变频器、发动机、行星齿轮机构、差速器等组成。
根据车辆的行驶状况,普锐斯高效率地综合使用两种动力一一发动机和电动机/发电机,其中发动机提供主要动力。
发动机的动力分为两部分:由混合动力变速驱动桥中行星齿轮组提供给车轮的动力和提供作为发电机的MG1的动力。混合动力变速驱动桥包括MG1、MG2和行星齿轮组,并且在这些组件的配合下,通过无级变速使车辆平稳地行驶。

混合动力系统ECU
混合动力系统ECU的控制根据请求扭矩、再生制动控制和HV蓄电池的SOC(充电状态)控制发电机(MG1)、电动机(MG2)和发动机。具体工作状态由挡位、加速踏板踩下角度和车速来确定。混合动力系统ECU监控HV蓄电池的SOC和HV蓄电池的温度、发电机(MG1)和电动机(MG2)以对这些项目实施最优控制。车辆处于“空挡(N)”挡时,HVECU实施关闭控制,自动关闭发电机(MG1)和电动机(MG2)。车辆在陡坡上松开制动而启动时,上坡辅助控制可以防止车辆下滑。如果驱动轮在没有附着力时空转,HVECU提供电动机牵引力控制,抑制电动机(MG2)旋转,进而保护行星齿轮组,同时防止发电机(MG1)产生过大的电流。为防止电路电压过高并保证电路切断的可靠性,HVECU通过三个继电器的作用实施(系统主继电器)SMR控制来连接和关闭高压电路。

发动机ECU的控制
发动机ECU接收HVECU发送的目标发动机转速和所需的发动机动力,来控制ETCS-i系统、燃油喷射量、点火正时和VVT-i系统。

变频器的控制
根据HVECU提供的信号,变频器将HV蓄电池的直流电转换为交流电来驱动发电机(MG1)、电动机(MG2),同样也可进行逆向过程。此外,变频器将发电机(MG1)的交流电提供给电动机(MG2)。HVECU向变频器内的功率晶体管发送信号,来转换发电机(MG1)、电动机(MG2)的U、V和W相来驱动发电机(MG1)和电动机(MG2)。HVECU从变频器接收到过热、过流或故障电压信号后即关闭。

增压转换器的控制
根据HVECU提供的信号,增压转换器将额定电压DC201.6V升高到最高电压DC500V。发电机(MG1)或电动机(MG2)产生的最高电压AC500V由变频器转换为直流电,根据HVECU的信号,增压转换器将直流电降低到DC201.6V(用于HV蓄电池)。

发电机(MG1)和电动机(MG2)的控制
发电机(MG1)由发动机带动旋转,产生高压(最高电压AC500V),操作电动机(MG2)并为HV蓄电池充电。另外,它作为启动机启动发动机。 发电机(MG1)或HV蓄电池供电驱动,产生车辆动力。加速踏板未被踩下时,它产生电能为HV蓄电池再次充电(再生制动控制)。 传感器(解角传感器)检测到发电机(MG1)、电动机(MG2)的转速和位置并将信号输出到HVECU。 电动机(MG2)上的温度传感器检测温度,并将温度信号发送到HVECU。

制动防滑控制ECU的控制
制动时,制动防滑控制ECU计算所需的再生制动力并将信号发送到HVECU。一接收到信号,HVECU立刻将实际的再生制动控制数据发送到制动防滑控制ECU。根据这个结果,制动防滑控制ECU计算并执行所需的液压制动力。

蓄电池ECU的控制
蓄电池ECU实施监视控制,监视HV蓄电池和冷却风扇控制的状态,使HV蓄电池保持在预定的温度。这样,对这些组件实施最优控制。

换挡的控制
HVECU根据挡位传感器提供的信号检测挡位(“R”、“N”、“D”或“B”),控制发电机(MG1)、电动机(MG2)和发动机,调整车辆行驶状态以适应所选挡位。 变速器控制ECU通过HVECU提供的信号检测驾驶员是否按下驻车开关。然后,它操作换挡控制执行器,通过机械机构锁止变速驱动桥。

碰撞时的控制
发生碰撞时,如果HVECU收到空气囊传感器总成发出的空气囊张开信号,或变频器中断路器传感器发出的执行信号,则关闭SMR(系统主继电器)以切断整个电源。

电动机驱动模式的控制
仪表板上的EV模式开关被驾驶员手动打开时,如果所需条件满足,则HVECU使车辆只由电动机(MG2)驱动运行。

安全保护
HVECU检测到故障时,HVECU根据存储在存储器中的数据停止或控制执行器和ECU。
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