丰田混合动力汽车THS_系统结构原理_一_
丰田混合动力系统THS的主要部件电机与电池
----THS的主要部件电机、变频器与电池
主讲：韦峰
THS的主要部件电机、变频器与电池
THSⅡ
THS系统框图
P(档换r位档iu传, s选感系择器) 统框图
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
Arms 最大转速 冷却系统
’04 PRIUS 同步交流电动机 发电机, 发动机的起动
机 AC 500
37.8 (51) / 9500
45 (4.58) / 0 – 6000
75 10,000 rpm
水冷
MG2
类型 功能
项目
’04 PRIUS 同步交流电动机
发电、驱动车轮
额定电压
V
最大输出功率 kW (PS) / rpm
椭圆型转子与MG的永磁转子相 连接，同步转动。椭圆型转子 外圆曲线代表着永磁转子磁极 位置。定子包括1个励磁线圈和 2个检测线圈，2个检测线圈S和 C轴线在空间坐标上正交，HV ECU按预定频率的交流电流输 入励磁线圈A，随着椭圆型转 子的旋转，转子和定子间的间 隙发生变化，就会在检测线圈S 和C上感应出相位差90°正弦、 余弦感 应电流，HV ECU根据 检测线圈S和C感应电流的波形 相位和幅值，以及波形的脉冲 次数，计算出MG1和MG2永磁 转子的磁极位置和转速值信号， 作为HV ECU对电机MG1、 MG2矢量控制的基础信号。
转子采用稀土永磁材料作 为永磁铁，安装在转子铁 芯内部（内埋式永磁转 子）。
转子内的永磁铁为“V”形， 有效集中了磁通量，提高 电机的扭矩。
丰田第二代混合动力系统_THS_
丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ)张金柱(黑龙江工程学院汽车系,黑龙江哈尔滨150050)摘要:丰田公司生产的prius 轿车是世界上第一款大批量生产的混合动力汽车。
介绍该车所用丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ)的结构、原理和特点。
关键词:丰田;混合动力系统;结构中图分类号:TK 411 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2005)03-0006-04Second G eneration of Toyota H ybrid System (TH S Ⅱ)ZH ANGJin -zhu(Autom otive Dept.of Heilongjiang Engineering Institute ,Harbin 150050,China )Abstract :Prius car produced by T oy ota is the first style of hybrid power autom otives produced in large batch in the w orld.This pa 2per introduces the structure ,the principle and features of THS Ⅱused in the car mentioned above.K ey w ords :T oy ota ;Hybrid system ;structure 基金项目:黑龙江省自然基金资助项目(E2004-04)作者简介:张金柱(1963-),男,副教授,工学硕士,研究方向为汽车动力系统检测、开发与设计。
收稿日期:2005-03-15 丰田公司于1997年开始销售混合动力的Prius ,它是世界第一款商业用途的大批量生产的混合动力汽车。
丰田混合动力车的动力中枢是混合动力系统(THS —T oy ota Hybrid System ),它使汽油机和电力两种动力系统通过串联与并联相结合的形式进行工作,达到低排放的效果。
丰田混动技术原理
丰田混动技术原理丰田混动技术原理是一种能够同时利用燃油发动机和电动机的先进动力系统。
该技术通过将两种动力源集成在一起，实现了燃油经济性和环境友好性的最佳平衡。
丰田的混动系统由以下几个主要组成部分构成：1. 燃油发动机：混动车辆仍然使用传统的燃油发动机，这是提供动力的主要来源。
燃油发动机可以根据驾驶需求提供高速公路行驶或加速所需的动力。
2. 电动机/发电机：混动车辆还配备了一个电动机/发电机，它可以以两种方式运行。
首先，当车辆启动或需要额外动力时，电动机可以与燃油发动机配合工作，提供额外扭矩和加速能力。
其次，电动机也可以作为发电机，将制动能量和发动机未使用的动力转化为电能储存在电池中。
3. 高电压电池组：混动车辆采用高电压电池组，用来存储电动机或发动机发电机产生的电能。
这些电池可以提供长时间的电动驱动，从而减少对燃油发动机的依赖。
4. 控制单元：混动系统的控制单元是系统的大脑，它根据驾驶情况和电池状态对燃油发动机和电动机进行智能管理。
控制单元可以根据需求启停燃油发动机，以确保在不需要动力时节约燃料。
基于上述组件的工作原理，丰田混动技术实现了最佳的燃油经济性。
当车辆低速行驶或处于停车状态时，电动机可以单独提供动力，此时不需要启动燃油发动机。
而在高速公路行驶时，燃油发动机可以提供更高的功率输出以满足需求。
此外，混动系统还采用再生制动技术，即通过电动机/发电机将制动能量转化为电能储存起来，以备后续使用。
这种能量回收系统进一步提高了燃油经济性和能源利用效率。
总的来说，丰田混动技术通过优化燃油和电动动力源之间的协调工作，将燃油经济性、动力性能和环境友好性结合在一起，为消费者提供了可持续发展的驾驶选择。
5混合动力汽车结构原理(工作原理)丰田普锐斯
车速 0
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THS-II 工作原理
倒车（R档）
只用MG2 作为倒车动力. 在SOC正常状态下,发动机在车辆倒车时不工作.
参照列线图
THS-II 工作原理
倒车（R档） 只用MG2 作为倒车动力. 在SOC正常状态下,发动机在车辆倒车时不工作.
车速 0
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THS-II 工作原理
最大转速 转/分
冷却系统
50 (68) / 1200 – 1540
400 (40.8) / 0 - 1200
230 6,700 rpm
水冷
Prius THS II 工作原理
动力分配机构 (行星齿轮机构)
行星齿轮
齿圈
行星架
太阳轮
Prius THS-II 工作原理
动力分配机构 (行星齿轮机构)
– MG1 – 太阳轮 – MG2 – 齿圈
参照列线图
THS-II 工作原理
减速 (B 档)
MG2产生的电能在HV 蓄电池充电同时，提供给MG1, 然后MG1驱动发 动机 . 同时, 发动机燃油切断. MG1的原动力用作发动机制动.
参照列线图
THS-II 工作原理
减速 (B 档)
MG2产生的电能在HV 蓄电池充电同时，提供给MG1, 然后MG1驱动发 动机 . 同时, 发动机燃油切断. MG1的原动力用作发动机制动.
THS-II 控制系统 – 驱动力限制控制
• 当检测到车轮滑转时， HV ECU 控制 MG2 的驱动力并且施加液压 制动力
每个车轮的 滑转 速度传感器
防滑控制 ECU
制动力
HV ECU
高速
牵引控制
速度传感 器
丰田混合动力系统THS的主要部件发动机讲诉课件
发动机热管理技术
温度控制
发动机热管理技术通过对发动机冷却系统和润滑系统的精确控制，实现发动机温度的稳定控制，保证发动机在最佳温 度下工作。
降低磨损
采用热管理技术的发动机能够有效降低发动机各部件的磨损，延长发动机寿命。
提高性能
通过优化发动机温度，热管理技术能够提高发动机的动力输出和燃油经济性，同时降低尾气排放。
THS系统在丰田车型中的应用
普锐斯：作为丰田首款混合动力车型，普锐斯成功运用THS系统，实现低油耗与低 排放。
凯美瑞双擎：在国内市场，凯美瑞双擎搭载THS系统，为消费者带来更加环保、高 效的驾驶体验。
以上内容只是对丰田混合动力系统THS的初步概述。在实际应用中，THS系统的性 能、工作原理等方面还有诸多细节值得深入探讨。
与电池的协同
发动机与电池组协同工作，当发动机产生的能量超过车辆需求时，多余的能量可以储存到 电池组中；而在发动机产生的能量不足时，电池组可以提供额外的能量以满足车辆需求。
与控制系统的协同
发动机的运行状态受到混合动力系统控制单元的精确控制，以实现最佳的燃油经济性和动 力性能。控制系统根据车辆行驶状态、驾驶员需求等因素实时调整发动机的运行参数。
05
THS系统发动机维护与故障诊 断
发动机的日常维护与保养
机油更换
定期更换机油，保持机油清洁 ，以确保发动机正常运行和延
长发动机寿命。
空气滤清器更换
定期检查和更换空气滤清器， 防止空气中的杂质和颗粒物进 入发动机，保证发动机呼吸畅 通。
火花塞更换
按要求定期更换火花塞，保证 发动机点火效果，提高燃烧效 率。
03
发动机关键技术解析
阿特金森循环技术
1 2
高效能
丰田THS-II混合动力核心控制策略介绍(一)
丰田THS-II(TOYOTA HYBRID SYSTEM-II)属功率分流型混合动力架构(图1)，其关键部件是动力分配行星齿轮(Power Split Device简称PSD)，在行星齿轮排中已知两根轴的转速就能确定第三根轴的转速(基于行星齿轮排的传动特性)，类似的也可以由此确定三根轴之间的转矩关系(行星齿轮排杠杆扭矩受力平衡特性)。
因此，只有当MG1吸收机械功率并且将其转换为电功率时，才可实现沿机械路径的功率传输，通过这种方式会持续产生电功率，因不可能将其全部存储到HV蓄电池中，并且出于效率原因的考虑，这样做也没有意义。
通过使用直接位于输出轴上的电动机/发电机MG2可形成一条电力路径，可将产生的电功率再次直接转换为机械驱动功率，根据由轮速和期望车轮驱动扭矩构成的行驶需求产生一个发动机优选转速，并通过电动机/发电机MG1的转速调节使发动机达到该转速。
车轮所需的驱动扭矩由发动机产生，其中一部分通过机械路径，另一部分通过电力路径传输至车轮。
图1 THS-II混合动力架构同其他混合动力汽车一样，HV蓄电池通常被用于对驱动系统运行状态产生有针对性的影响，借助于HV蓄电池的帮助，可使发动机在期望的车轮扭矩下不工作在过高或过低的负荷状态下，利用存储在HV蓄电池里的能量可实现关闭发动机，仅由电动机/发电机MG2单独用于驱动车辆，以避免发动机工作于极差的工作区域。
THS-II通过2条路径使串联和并联混合驱动的基本原理得到组合，因此功率分流也被称为串并联拓扑结构。
该方案的一大优点在于无级可调的传动比(E-CVT)和与此相关的发动机最佳工作点的自由选择。
此外，传动系统可以在没有传统变速器，特别是没有换挡与离合元件的情况下实现无级变速，且变速时没有牵引力中断，从而保证了较高的行驶舒适性，此外还可以省去某些机械部件。
早在94年，丰田公司就已对该架构申请了产权专利，当前该混合动力架构搭载于国内的一丰、广丰部分混合动力车型，诸如：卡罗拉、雷凌、亚洲龙、凯美瑞、RAV4，以及Lexus的全系混合动力车型，诸如：CT200h、UX260h、ES300h、RX450h、LS500h等。
丰田混合动力原理
丰田混合动力原理丰田混合动力技术是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统，它能够在提供强劲动力的同时降低燃油消耗和排放，是汽车行业的一项重要技术革新。
混合动力原理的核心在于最大限度地利用汽车行驶过程中的动能和制动能量，将其转化为电能储存起来，以供后续行驶使用，从而降低燃油消耗和排放。
接下来，我们将详细介绍丰田混合动力原理的工作原理和优势。
首先，丰田混合动力系统由内燃机、电动机、电池组和控制系统等部分组成。
内燃机主要负责提供动力，而电动机则通过电能驱动车辆行驶。
电池组则负责储存和释放电能，控制系统则根据车辆行驶状态和驾驶员需求来协调内燃机和电动机的工作。
当车辆行驶时，内燃机和电动机可以单独或者同时工作，以满足车辆的动力需求。
其次，丰田混合动力系统的工作原理是基于能量的高效利用。
在汽车行驶过程中，当车辆减速或制动时，制动能量会被转换成电能储存在电池组中，而在车辆起步或加速时，电能则可以被释放用来驱动电动机，从而减少内燃机的负荷，降低燃油消耗。
此外，丰田混合动力系统还采用了智能启停和能量回收等技术，进一步提高了能源利用效率。
再次，丰田混合动力系统的优势在于节能环保、动力强劲和驾驶舒适。
通过混合动力技术，丰田汽车在城市道路和高速公路上均能够实现较低的燃油消耗和排放，从而降低了车辆的运营成本和对环境的影响。
同时，混合动力系统还能够提供比传统汽车更强劲的动力输出，使得车辆在加速和爬坡时更加顺畅。
此外，电动机的扭矩响应更快，使得驾驶者能够更加灵活地控制车辆，提升了驾驶的舒适性和安全性。
总之，丰田混合动力系统通过高效利用能量和智能控制技术，实现了燃油消耗和排放的双重降低，同时提升了车辆的动力性能和驾驶舒适性。
这种技术不仅符合当前社会对节能环保的需求，也为汽车行业的可持续发展提供了重要的技术支持。
相信随着科技的不断进步，丰田混合动力技术将会得到更广泛的应用，为人类创造更加清洁、高效的出行方式。
丰田混动四驱工作原理
丰田混动四驱工作原理
丰田混动四驱系统是一种强大的、可靠的车辆传动系统，既拥有
汽油机以及电动机发动机，又同时有四驱能力，可帮助车辆更好地实
现操控精准、性能卓越。
它的工作原理主要是：
首先，当车辆需要动力时，汽油机就会启动，它的动力会被某种
方式传递到车轮上，也就是转向轮和驱动轮，这时，车辆会发动起来。
而当车辆操控表现要求更高，例如想要实现四驱能力时，电动机
就会联动工作，它不会影响汽油机工作，但却可以在驱动前轮以及转
向时提供可调节的动力使得车辆能够拥有良好的操控和精准的操控性能。
丰田混动四驱系统中还包含一台特殊的电动机，这台电动机被称
为中央差速器，它的主要功能就是通过传动的方式将动力从汽油机传
送到各车轮，由于该电动机可以便捷地调节每个车轮的转速，因此可
以针对不同情况下车辆的表现来采取更加精准的行驶策略，从而提高
车辆的驾驶操控性能。
此外，丰田混动四驱的另一个优点是它的油耗很低，当车辆处于
高速行驶时，百公里油耗可以达到45公里，这是普通车辆所无法比拟的。