混合动力系统电气结构
48V混动技术
成本低却更节能解析48V 轻度混动系统全世界正在经历一场前所未有的能源变革，这不是什么秘密。
世界各地的主机厂必须拿出最最先进的技术来应对严苛的排放标准，以我国为例，要求在2020 年新车的平均百公里油耗不超过5L 。
因此，逐渐换装新能源成了摆在他们面前的最好选择。
但结合目前的情况实事求是地说，由于各方面因素的局限，新能源汽车还没到彻底取代燃油车的时候。
同时，传统汽车厂商们当然不愿意轻易放弃花费大量心血设计完成的燃油汽车。
面对严格的限排政策，他们急需一个既不把燃油车推倒重来、又能有效降低油耗的好办法，最终选中了48V 轻度混合动力系统。
今年 4 月即将在国内上市的奥迪A8L ，搭载了48V 轻混系统一、什么是 48V 轻度混合动力系统？48V 混合动力又被称作Mild Hybrid （轻混），虽然没有明确的规范划分，但在世界汽车行业中，绝大多数从业者习惯把丰田、福特、通用这类混合动力技术称为“Strong Hybrid”（也就是我们通常广义泛指的混合动力技术，以下简称广义混合动力），像自动启停这种仅需12V 电压就可以带动的技术称为“Micro Hybr id（微混）”。
48V 混合动力的基本原理与丰田福特等车企的广义混合动力技术一样，都是通过电动机与内燃机并联运行，以提供额外的驱动力，同时兼具动能回收功能。
但不同的是，48V 混合动力相比广义混合动力技术占地更小，重量更轻，成本更低，同时在部署的难度上也更加容易。
而相比12V 电压的Micro Hybrid ，48V混合动力技术则具有更好的节油效果和更强的功能性。
二、为什么普遍使用的是 48V 轻混？细心的朋友会发现，如今市面上许多车型都采用48V 轻混，仿佛达成了某种默契。
要说引领48V风潮的，其实是奔驰、宝马、大众、奥迪和保时捷这 5 家车企。
早在2011 年6 月，他们就发表声明，宣布将应用48V 系统，不久后又发布48V 系统标准，称为LV148 。
丰田THS混合动力系统组成及其维修培训
任务分析
要熟悉普锐斯混合动力汽车的技术特点，掌握丰田混合动力 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：
1
归纳总结普锐斯混合动力系统的技术特点
2
分析丰田混合动力系统的组成和工作原理
3
分析丰田混合动力控制系统
6
一、普锐斯混合动力汽车技术特点
THS-Ⅱ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）
15
丰田混合动力系统主要部件的位置（2）
16
1. HV（混合动力汽车）变速驱动桥
MG1和MG2 1-MG1 2-MG2
17
发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图
18
发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理
19
2. HV蓄电池
HV蓄电池
20
3. 变频器总成
变频器总成
21
（1）作用及组成 变频器总成用于将高压直流电（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。
发动机驱动车轮
34
（3）发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋 转，为HV蓄电池充电
发动机发电
35
（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
36
2. 工作原理
车辆行驶状况
37
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
轻型混合动力商用车低压电气系统设计
轻型混合动力商用车低压电气系统设计轻型混合动力商用车低压电气系统设计随着环保环境保护意识的不断提高，混合动力商用车越来越受到人们的关注。
轻型的混合动力商用车不仅减少了尾气污染，也提高了油耗的效率，减少了企业的运输成本。
对于这种商用车，低压电气系统设计非常重要。
本文旨在探讨低压电气系统的设计。
1.设计要求在设计低压电气系统时，需要考虑以下要求：1）可靠性：商用车低压电气系统是整个系统的重要组成部分，要保证在任何环境下，都能稳定工作。
2）安全性：商用车处在特殊的运输行业，安全一直是首要考虑的问题。
电气系统需要保证不会发生任何安全事故。
3）易于操作：商用车驾驶员对于汽车电气知识的了解一般比较有限，电气系统应该设计成易于操作。
4）兼容性：商用车的低压电气系统要能和其他系统进行兼容，如发动机控制系统、传动系统等。
2.设计思路商用车低压电气系统的设计需要考虑到以下因素：1）功率输出要求：商用车的低压电气系统需要为车辆提供动力，所以需要输出一定的功率。
2）能量储存：商用车的电气系统需要储存能量，以便为车辆提供动力。
3）能量回收：商用车在行驶时需要制动，这时可以回收能量，并储存到电气系统中。
4）故障检测与保护：商用车的低压电气系统需要具备故障检测与保护功能，保证在遇到故障时能及时发现问题，防止事故的发生。
基于上述设计思路，设计出商用车低压电气系统的框架图如下：3.系统组成商用车低压电气系统主要由以下几个部分组成：1）电池组：商用车低压电气系统的能量来源是电池组，通过安装在车辆底部的电池组提供所需的动力。
2）关键电子设备：包括电力电子、电池管理系统等关键电子部件，为整个低压电气系统提供支撑。
3）车间总线：商用车的低压电气系统通过车间总线与车辆的其他控制系统连接，这其中包括发动机控制系统、传动系统等其他系统。
4）开关与保护器：为了保证低压电气系统的安全性，需要应用多种保护器，如过电流保护器、过温保护器、短路保护器等。
混合动力原理图
混合动力原理图
以下是混合动力原理图，不含标题：
一、汽车主动喷射技术
1. 汽油机喷射系统：
- 高压燃油泵将汽油从燃油箱送至喷油器
- 喷油器通过高压喷射将汽油雾化
- 雾化的汽油进入汽缸燃烧与空气混合产生爆炸动力
2. 电动机喷射系统：
- 电力系统将电能转化为动力
- 电流通过电动机产生旋转运动
- 电动机转轴通过传动装置连接车轮产生推进动力
- 驱动车轮带动汽车运动
二、动力转换和储能系统
1. 能量转换：
- 发动机将燃料燃烧转化为机械能
- 电动机将电能转化为机械能
2. 储能系统：
- 高能量密度电池用于储存电能
- 发动机在运行时通过发电机将部分功率转化为电能储存于电池中
- 制动能量回收系统将制动时产生的能量转化为电能储存于电池中
三、动力控制系统
1. 动力分配系统：
- 控制系统根据驾驶员的需求决定汽车使用发动机或电动机 - 在起步和加速时使用电动机提供高扭矩和高能效
- 在高速行驶时使用发动机提供更长的续航里程
2. 能量管理系统：
- 控制系统监测储能系统的电量
- 根据电量情况决定是否充电或释放电能
- 在电量充足时将发动机停止运行以提高能效
四、辅助系统
1. 制动能量回收系统：
- 利用制动过程中的动能转换为电能储存于电池中
- 减少能量损失，提高动力利用率
2. 启动发电机：
- 发动机启动过程中，由发电机提供电能供给汽车电器系统 - 减少对电池的依赖，延长电池寿命
以上即为混合动力原理图，文中无与标题相同的文字。
第十节典型混合动力汽车的控制系统
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
一、混合动力汽车控制系统 二、混合动力汽车控制系统构造与工作原理
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
一、混合动力汽车控制系统 1.混合动力汽车控制系统的组成 混合动力汽车（HV）控制系统的组成如图2-91所示。)
HV ECU启动电动机(MG2)进行反方向扭矩控制并执行再生制动功能。 制动防滑控制ECU控制制动执行器电磁阀产生轮缸压力，这个轮缸压 力是总制动力减去实际再生制动控制的数值。
第二章 混合动力汽车的构造与原理 第十节 典型混合动力汽车的控制系统
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
图2－96 HV ECU控制原理
第二章 混合动力汽车的构造与原理 第十节 典型混合动力汽车的控制系统
图2－97 HV ECU系统结构图
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
1）系统监视控制功能 蓄电池ECU始终监视HV蓄电池的SOC（充电状态），并将SOC发送到 HV ECU。SOC过低时，HV ECU提高发动机的功率输出以驱动发电机 （MG1)为HV蓄电池充电。发动机停止时，发电机（MG1)工作来启动发 动机；然后，发动机驱动发电机（MG1)为HV蓄电池充电。 2）关闭控制功能 一般来说，车辆处于“N”挡时，发电机（MG1）和电动机（MG2）被关 闭。这是由于电动机（MG2）通过机械机构与前轮相连，所以必须电动 停止发电机（MG1）和电动机(MG2)来切断动力。 3）上坡辅助控制功能 4）电动机牵引力控制功能 5）雪地起步时驱动轮转速控制功能，如图2－98所示。
第二章 混合动力汽车的构造与原理
混合动力客车电气系统设计
统 的线路设计 给常规用 电系统供电 ， 保证它们 的正常工
参 数 ８ ０
参 数
１ １ ９ ９时速 ／
（ ｋ ｍ ／ ｈ ）
作 。电控 系统的主要功能 除了为控制供 电以外 ， 还需要
×宽 ×高 ／ ｍｍ
保证控制器之 间的通信线路正常工作［ ２ １ 。常规 电气系统
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｂ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂｕ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ — —
客
第 ２ 期
车
技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ Ｃｏ ＡＣＨ ＴＥＣＨＮ ｏＬ０Ｇ Ｙ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡ ＲＣＨ
混合动力客车电气系统设计
张 鹏 ，段世 忠 ，李 庆欣 ，向 勇
（ 东风 商用 车技 术 中心 ，武汉 ４ ３ ０ ０ ５ ６ ）
摘 要 ： 介 绍 混合 动 力客 车 的 研 发 背 景 、 整 车 电 气 系统 配置 ； 详 述其 电气 系统 设 计 ， 包括 电 气 系统 供 电 电路 设计 、 控 制 器通 信 系统 的 通 信 电路 设 计 和 高压 系统 设 计 ； 最后 总 结 混 合 动 力 客 车 电 气 系统 的设 计 要 点 。 关键词 ： 混合 动 力客 车 ； 电气 系统 ； Ｃ ＡＮ 总 线 网络 ； 高压 系统
随着 国家“ 十城千辆” 政策 的大力推广和新能源汽车 节能补贴 的大力支持 ， 国内混合 动力客车及零部件 市场 已经初具规模［ ” 。作为一家具 有影响力 的客车研发部 门， 客 车公 司着 眼 于备 受信赖 的企业 愿景 ， 自主创 新 、 不断 超越 ， 在２ ０ １ ０年成 功研发 了一款混合动力城市客车。
一种混合动力客车后处理系统的电气架构及故障诊断
后 处
理
Ｐ】 ８ Ｎ１
０５ ． ｍｍ２ ｌ添蓝罐液 位 ７ ｎｓ ７ Ｉ温度传感器
型 催化 消声器
后 处 理控 制 单 元 控 制 整个 后 处 理 系统 的 工 作 ，
包 括 传 感 器 信 号 的 处 理 、添 蓝 喷 射 量 的 计 算 和 各 种
．
婴 ＿ 温传 — Ｊ前 感器
催化消声 器 后温传感 器
０． ａ ｍ ２ ７５ｒ —
５ｍ ｍ
ＰＩ Ｎ３ Ｐ１ Ｎ４
２． ｍ ０ ５ｍ ２． ｍ ２ ５ｍ ２． ｍ ２ ５ｍ Ｐ１ ４ Ｎ１
ＰＪ ５ Ｎ１
堕
— —
控 制 单元 Ｅ ＣＵ通 信 ， 获 得 发 动 机 的 运 行 参 数 ， 再 加 上 催 化 器 温 度 信 号 。计 算 出 添 蓝 的 喷 射 量 。 添 蓝 将 被 先 雾 化 ．控 制 喷 嘴 喷射 适 量 的 添 蓝 到排 气 管 内 ， 使 其 与 废 气 在 Ｓ Ｒ净 化 器 中 充 分 混 合 。 喷 射 量 由 计 Ｃ
１ 示 ．其 装 车 后 的 整 体 如 图 ２ 示 。 所 所
图２ 后 处 理 系统 装 车 后 的 整 体
：
： ！
Ｐ Ｎ３１ Ｉ
ＰＩ ９ Ｎｌ
０． ７５ｍ ｍ ２
与车信ｌ 整通 ＝［ 【 Ｇ× Ｊ ￣Ｎ 通 ＿）ｅ 信ｊ （
Ｎ
－
ＰＩ Ｎ８ ＰＩ Ｎ７
执 行 器 的 控 制 ．同 时 还 具 有 对 电 控 电 路 故 障 进 行 诊 断 的 功 能 。 后 处 理 控 制 单 元 通 过 ＣＡＮ总 线 与 发 动 机
Ｏ ｘ
ＰＩ ７ Ｎｌ Ｐ Ｎ２８ １
普锐斯混合动力系统组成及运行模式
丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修学习目标1. 了解丰田普锐斯混合动力汽车性能2. 认识THS、变速驱动桥、发动机系统、制动系统和起动系统的结构3. 掌握这些系统的运行模式和工作原理，熟悉诊断流程和方法。
普锐斯混合动力系统组成及运行模式一、概述丰田混合动力汽车的核心技术是丰田混合动力系统（THS-I），它结合了汽油发动机和电机两种动力，通过并联或串联相结合的方式进行工作，以达到良好的动力性、经济性和低排放效果。
2003 年，丰田公司推出了第二代丰田混合动力系统（THS-II），该系统运用在普锐斯和凯美瑞等混合动力车型上。
另外，它采用了由大功率混合动力汽车蓄电池（额定电压为直流201.6V，简称为“HV 蓄电池”）和可将系统工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统。
（1）优良的行驶性能丰田混合动力系统 II（THS-II）采用了由可将工作电压升至最高电压（直流 500V）的增压转换器组成的变压系统，可在高压下驱动电动机一发电机 1（MG1）和电动机一发电机 2（MG2），并以较小电流将与供电相关的电气损耗降到最低。
因此，可以使 MG1 和 MG2 高转速、大功率工作。
通过高转速、大功率 MG2 和高效 1NZ-FXE 发动机的协同作用，达到较高水平的驱动力，使车辆获得优良的行驶性能。
（2）良好的燃油经济性THS-II 通过优化MG2 的内部结构获得高水平的再生能力，从而实现良好的燃油经济性。
THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作。
在发动机工作效率良好的情况下，发动机在发电的同时，使用 MG1 驱动车辆。
因此，该系统以高效的方式影响驱动能量的输入一输出控制，以实现良好的燃油经济性。
THS- Ⅱ车辆减速时，前轮的动能被回收并转换为电能，通过 MG2 对 HV 蓄电池再充电。
（3）低排放 THS-II 车辆怠速运转时，发动机停止工作，并在发动机工作效率不良的情况下尽量停止发动机工作，车辆此时仅使用 MG2 来工作，实现发动机尾气的零排放。
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接合
放电模式
电池组
发动机启动模式（起停模式）
运行模式
发动机 自动离合器 电动机 电动机 扭矩 AutoShift (AMT) 驱动 扭矩
分开
放电模式
电池组
纯电动驱动模式 (EV)
运行模式
发动机 发动机 扭矩 自动离合器 电动机 AutoShift (AMT)
混合扭矩
驱动扭矩
接合 放电模式
电池组
柴油机和电动机共同驱动模式 (电机助力)
Motor Torque Cmd
Clutch Position Cmd Clutch Current Cmd
Clutch position (angle) Clutch current Fault codes
CAN 500 k 11 bit IDs
Hitachi
Globe ECA
CAN Bus Overview
HCM SA 0xEF (239)
Hitachi
Globe ECA
CAN 500 k 11 bit IDs
精品课件！
© 2002 Eaton Corporation. All rights reserved.
精品课件！
© 2002 Eaton Corporation. All rights reserved.
Engine SA 0x00 (0)
Eng speed Eng Torque Accel pedal position Brake pedal switch
AS System Mgr SA 0x03 (3)
Engine Torque Cmd
Gear Cmd
Current gear Selected gear Input shaft speed Output shaft speed\ Driveline Engaged SA of controlling ECU Engine torque/speed cmds
混合动力电气原理图
混合动力保险丝盒
混合动力线束图
Example IDs: CF00400 (EEC1) C0103EF (TC1)
HCM SA 0xEF (239)
J1939 250 k 29 bit IDs
Example IDs: 201 (MCU Cmd)
Motor speed Motor Torque SOC Voltage/current Torque Limits Fauts
Node
120 Ohms
120 Ohms
Node
CANalyzer on vehicle
Engine SA 0x00 (0) AS System Mgr SA 0x03 (3) Inst. Cluster SA 0x17 (26)
J1939 250 k 29 bit IDs
Laptop with CANalyzer
系统结构图
Battery 电池
Inverter/Controls 逆变器及其控制装置
Hybrid Drive Unit 混合动力驱动系统
Engine 发动机
Auto Clutch 自动离合器
Motor/ Generator 电动机/发电机
Transmission 变速箱
Brakes (ABS) 制动器 （防抱死系统）
Supervisory Powertrain Control 动力传动系统总控制器
Software Application for Each Engine MFR & Truck OEM 面向不同发动机制造商和卡车制造商的应用软件
Partners 合作伙伴
Eaton 伊顿
运行模式
发动机 自动离合器 发动机 启动扭矩 电动机 AutoShift (AMT) 空档 位置
运行模式
发动机 发动机 扭矩
自动离合器
发电机 发动机 扭矩
AutoShift (AMT)
驱动扭矩
接合
充电模式（选择）
电池组
柴油机单独驱动模式 (备用)
运行模式
发动机 发动机 扭矩 自动离合器 发电机 再生制 动扭矩 AutoShift (AMT) 惯性扭矩
结合或分开
充电模式
电池组
再生制动模式
HEV Controls Overview