toyota hybrid prius丰田普瑞斯三代中文介绍(混合动力系统)
丰田各代ths解析
丰田各代ths解析摘要：一、丰田THS混合动力系统简介二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）2.第二代THS（2003年）3.第三代THS（2008年）4.第四代THS（2012年）5.第五代THS（2018年）三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现四、丰田未来混合动力技术发展趋势正文：一、丰田THS混合动力系统简介丰田混合动力系统（Toyota Hybrid System，简称THS）是全球范围内最为成功的混合动力技术之一。
自1997年首次应用于丰田普锐斯以来，THS凭借其卓越的燃油经济性、环保性能以及可靠性，赢得了全球消费者的认可。
二、丰田各代THS技术特点及发展历程1.第一代THS（1997年）第一代丰田THS主要采用了一台1.5L四缸发动机和一台电动机组成的混合动力系统。
发动机和电动机分别负责动力输出和辅助动力输出，使得车辆在不同的驾驶条件下都能实现高效能的燃油经济性。
2.第二代THS（2003年）第二代THS在第一代基础上进行了多项技术升级，包括采用更大容量的镍氢电池、提高电动机的功率和扭矩等。
此外，第二代THS还引入了电子无级变速器（E-CVT），使得动力传输更加平顺。
3.第三代THS（2008年）第三代THS进一步优化了发动机和电动机的性能，提高了燃油经济性。
此外，第三代THS采用了全新的行星齿轮式混合动力系统，使得动力分配更加智能高效。
4.第四代THS（2012年）第四代THS采用了更小排量的发动机，如1.8L和2.0L，同时继续提高电动机的性能。
此外，丰田还为第四代THS引入了智能驾驶辅助系统，提升了驾驶安全性和舒适性。
5.第五代THS（2018年）第五代THS采用了全新的混合动力架构，包括更大容量的电池、更高效的电动机和发动机。
此外，第五代THS还引入了四驱系统，进一步提高了车辆的驾驶性能。
三、丰田THS在我国市场的应用及市场表现我国作为全球最大的新能源汽车市场，丰田THS在我国市场同样表现出色。
丰田普锐斯混合动力工作原理
丰田普锐斯混合动力工作原理
普锐斯混合动力系统主要由三个组成部分组成：汽油发动机、电动机
以及电池组。
首先，当驾驶员启动车辆时，动力来自于内燃机的燃油供给。
普锐斯
搭载了一台为混合动力量身定制的1.8升汽油发动机，其运转效率非常高。
使用了一系列的技术优化，例如改进气缸燃烧充分程度、减少内摩擦损失等。
其次，普锐斯还搭载了一台电动机，该电动机由电池组供电。
电池组
是由大量的镍氢电池（NiMH）构成的，可在车辆长时间停止状态下直接供电。
这就意味着普锐斯可以在一些交通拥堵情况下仅依靠电动机运行，从
而节省燃油并减少环境污染。
在大多数情况下，当发动机需要额外动力时，智能控制系统会启动发
动机，并将燃油供给给发动机。
与此同时，电动机通过在车轮上提供辅助
动力，提高了发动机效率。
当车辆减速、制动或者处于低速行驶状态时，
电动机会转为发电机工作，将制动能量转化为电能储存到电池中，以供以
后使用。
此外，普锐斯还具有回收能量的功能。
当车辆处于行驶状态时，发动
机通常会产生一些浪费的能量。
普锐斯的智能控制系统能够通过将发动机
的部分能量转变为电能并储存在电池组中来最大限度地利用这些浪费的能量。
这些回收的能量后续可以用来供给电动机运行，从而减轻了对发动机
的依赖和燃料的消耗。
总结来说，丰田普锐斯混合动力系统通过将汽油发动机和电动机结合
起来，并依靠智能控制系统来优化动力的配送，从而实现了燃油的节省和
环保的目标。
这种混合动力系统在当今的汽车市场上已经被广泛应用，并成为了未来汽车发展的方向之一。
丰田Prius混合动力汽车原理
丰田普锐斯 混合动力汽车
丰田Prius混合动力汽车原理
• 在电动汽车的能源系统中，如蓄电池、超 大电容器及储能高速飞轮等，目前还没有 一种能源能够使电动汽车的性 能完全与燃 油汽车相匹敌，其主要原因在于这些能源 系统不能提供足够高的比能量和比功率。 为了解决这个问题，人们在电动汽车上加 入辅助动力单元。这个辅助动 力单元实际 上是一个动力发电机组或某种原动机。原 动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。这 就构成了目前所说的混合动力电动汽车。 混合动力电动汽车按其能量耦 合方式的不 同可分为：串联、并联和混联三种方式。
丰田Prius混合动力汽车原理
混合动力汽车工作原理
• 整车能量控制系统 能量管理系统采取层级式控制：最上
层为整车能量管理系统，统一协调和控制 各个低端控制器；中间一层包括五个低端 控制器，即发动机控制器、发电机控制 器、 电动机控制器、离合器及制动器控制器和 电池能量管理系统（BMS）等；最下层为 各个执行器，即发动机、电机、离合器等 部件。
丰田Prius混合动力汽车原理
混合动力车发展背景
• 经济与社会的发展对汽车工业提出了高标准的要求。这些 要求中最重要的部分可以分为三类，见下表。
丰田Prius混合动力汽车原理
• 美国政府在1993年提出“新一代汽 车合作计划”， 其中的目标之一是“开发一种燃油经济性三倍于 现有车辆的中型轿车，即每加仑燃油行驶80英里 （折合3L/100km）。”从目前的研究来 看，混 合动力汽车是实现上述指标的主要途径。最近几 年，美、日、欧等国家和地区的政府部门、研究 机构纷纷将其研究重点转到更具实用性与发展前 途的混合动力 电动汽车上来。 混合动力电动 汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是 将电力驱动与辅助动力驱动结合起来，充分发挥 二者各自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。 辅助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机或动力 发电机组。
丰田普锐斯介绍
丰⽥普锐斯介绍丰⽥PRIUS⾃动传动系统分析摘要：混合动⼒汽车传动系统的建模是混合动⼒汽车传动系统能量控制策略开发、仿真和优化的基础。
对⽐分析了三代丰⽥PRIUS混合动⼒传动系统的结构和基本⼯作原理，建⽴了传动系统发动机、动⼒分离装置和电动/发电机等各⼦系统模型，基于统⼀的动⼒传动系统结构建⽴了丰⽥PRIUS混合动⼒传动系统的运动学、动⼒学和能量守恒模型。
关键词：混合动⼒汽车；建模；传动系统；⾏星齿轮Abstract: It is basic and essential work to establish the system model for the development, simulation and optimization of powertrain and energy management of the hybrid electric vehicle. The powertrain architecture is analyzed for understanding the basic principle and difference among hybrid powertrain system of the three generations of Toyota/PRIUS. The powertrain, power split mechanism, motor/generator and traction battery model are constructed. Model of kinematics, dynamics and conservation law of theToyota/PRIUS hybrid electric vehical powertrain system are constructed based on a uniform powerstrain architecture. Keywords: Hybrid electric vehicle; Modeling; Powerstrain system; Planetary gear;1. 汽车变速系统综述汽车变速器是影响整车动⼒性、经济性和舒适性的重要汽车零部件总成，是汽车的核⼼零部件之⼀。
丰田第三代PRIUS分析
Ni-MH 132
5.9/3h
PRIUS Ⅲ 强混
4460×1745×1490
2700 1495 1520 1379
5 前置前驱 4缸直列顶置双凸轮轴 电喷16气门 永磁同步交流电动机
Ni-MH 168
6.5/3h 31
CIVIC
动力性能对比—系统布置
发动机
智能动力单元
电动机
6.5/3h
Ni-MH 28
6.5/3h
12
混合动力类型
动力性能
△一般○良好☆优秀
类型
怠速时停 止发动机
串联式
○
能量再生 ☆
高效驾驶 控制
○
综合效率 ○
加速性 △
持续高输 出功率
△
并联式
○
○
△
○
○
△
混联式
☆
☆
☆
☆
○
○
串联式：发动机驱动发电 并联式：发动机和电动机 机发电，电动机驱动车轮 共同驱动车轮的方式
启 � 基本参数 市场分析 比
� 价格对比
3
� 销量对
� 外观
44
�
内饰
示
� 动力性能 � 安全性能 � 配置对比
26
价格对比
08年美国混合动力汽车价格对比（万元）
100
86.7
80
60
40 27.98
21
26.5
20
25.19 26.98
17.2
0 普瑞斯
凯美瑞HVE
er land Hgi h
400h RX
年度“绿色环保汽车” 2007年《中国汽车画报》
“年度环保车型”
丰田普锐斯混动车型的结构特点及工作原理
丰田普锐斯混动车型的结构特点及工作原理引言：在当今汽车市场中，混动车型已成为一种受到广泛关注的汽车动力技术，其兼顾了燃油动力与电动动力的优势，具有节能环保、减少排放等优点，在其中丰田普锐斯混动车型是混动车型中的佼佼者之一。
本文将就丰田普锐斯混动车型的结构特点及工作原理进行详细介绍。
一、结构特点：1.双引擎构架丰田普锐斯混动车型采用了双引擎构架，即包括了一个内燃引擎和一个电动引擎。
内燃引擎通常为汽油发动机，而电动引擎则是由电池供电的电动机。
两者共同协同工作，以实现不同速度下的动力输出，从而提高车辆的性能和燃油经济性。
2.电池组和电机丰田普锐斯混动车型使用了高性能的镍氢电池组和电动机。
电池组一般安装在车辆后部，用于储存来自内燃引擎和制动再生能量的电能，并通过电机将电能转化为动力。
这种配置使得车辆在低速行驶、起步和加速时更加顺畅。
3.智能能量管理系统车辆配备了智能能量管理系统，它能够根据车辆速度、功率需求和电池状态等信息，动态地调整内燃引擎和电动引擎的工作模式，从而最大程度地利用混合动力系统的优势，提高燃油经济性和动力输出的效率。
二、工作原理：1.起步和低速行驶当车辆起步或者低速行驶时，电动引擎会优先工作，从电池组中提取电能，驱动车辆前进。
这样不仅能够减少燃油消耗，还能减少排放，提高车辆的环保性能。
2.中速和高速行驶当车辆需要进行中速或者高速行驶时，内燃引擎会开始启动工作，以提供额外的动力输出。
同时电动引擎也会协同工作，以保证车辆的加速性能和燃油经济性。
这种双引擎的工作模式有效地平衡了车辆的性能和燃油消耗。
3.制动再生在制动时，电动引擎会自动切换为发电机状态，将制动能量转化为电能并存储到电池组中，起到了能量再生的作用。
这样不仅能够提高车辆的能量利用率，还能减少制动时的换挡和损耗，延长汽车零部件的使用寿命。
总结：丰田普锐斯混动车型以其独特的双引擎构架和智能能量管理系统，在性能、节能环保等方面展现出了优异的特点。
丰田普锐斯混合动力汽车概述和基本原理
2、高输出功率电动机
Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG1、MG2是 交流同步电动机。
MG1主要用于调速,MG2主要作为驱动电机, 2个电机均 可以作为发电机和电动机。
（1）MG1作用
作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000 转左右， 然后发动机喷油点火；
在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对 MG2供电；
PRIUS普锐斯特点：
PRIUS普锐斯油电混合动力系统使发动机和电动机的协 同驱动实现低油耗、低排放。利用电动机驱动时对环 境没有任何污染；
在减速、制动和下坡时还能回收能量以供再利用； 当遇到红灯停驶时，发动机会自动停止工作，这将没
有任何燃油的消耗！因此，油耗和尾气排放都得到了 有效改善
PRIUS普锐斯特点：
后才进行排气，由此充分利用爆发能量。
2、高旋转化
将发动机的最高转数升至5000r.p.m，提高了输出功率 。在减少摩擦损失的同时提高了最高转数，所以既加 大了加速时的驱动力，又实现了低油耗。
①运转部件的重量更轻；
②活塞环的张力更小；
③气门弹簧的反弹力更小。
3、采用VVT-i“智能可变配气正时系统”
1、组合齿轮单元结构
在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，太阳轮 与MG1相连，齿圈通过过渡齿轮与主减速器相连。发动 机输出的动力被分成用于驱动MG1发电的动力(电动力) 和用于直接驱动车轮的动力(机械动力)两个部分。
在减速行星排中，行星架固定，太阳轮与MG2相连，齿 圈与动力分配行星排的齿圈相连。MG2的动力经过减速 行星排减速增矩后，也通过过渡齿轮向主减速器输出。
HV电池 ，每单元7.2V，共34个模块，因此单元(7.2 V) x 34模块= DC 244.8 V，HV总电压为244.8V。
普锐斯混动汽车参数
丰田第二代混动系统
7
丰田第二代混动系统 (剖析)
8
第二代普锐斯PCU （power control unit）
9
第二代普锐斯电池组
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10
第二代普锐斯电池组
11
普锐斯PRIUS（第三代）
混合动力方式 插电式串并混联
品牌
最高车速（km/h） 百公里油耗 （L/100km）
丰田
180 4.3(综合工况) 4缸直列顶置双凸轮轴电喷16气门(VVT-i)
发动机
排量（mL）:1798 最大输出功率 （kW/rpm）：73/5200
最大扭矩（Nm/rpm）：142/4000
永磁同步电机 电动机 最大功率（kW）：60
最大扭矩（Nm）：207
密封Ni-MH（镍氢电池） 电池 电压（volts）：201.6 (28个模块，每个7.2伏)
容量（A·h）：6.5 1
第三代普锐斯
2
插电口
3
第三代普锐斯发动机舱
4
第二代普锐斯发动机舱
5
第二代普锐斯发动机舱 （主要部件）
6
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智能动力模块 (IPMs)
互锁开关 (变频器端盖)
电容 变频器电流传感器 电抗器
MG ECU
12
DC/DC 转换器
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
系统图
-A
-K
-W -Q
HV 电池单元 (直流 201.6 V) 电池模块
变频器总成
升压转换器 (直流201.6 V直流650 V [最大])
DTC 检测条件 变频器总成的大气压力传感器与歧管绝对压力传感 器（用于EGR控制）测量值的差值超过规定范围， EV模式驾驶3小时内会发生同样情况。 大气压力传感器对地短路 大气压力传感器对+B短路或开路
16
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
冷却系统 –变频器总成有专用散热器，独立于发动机散热器
底盘
车身电气
系统图
系统图总览
-A -K -W -Q
6
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车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
零部件
主要零部件
辅助电池 (密封型)
-A
-K
-W -Q
HV电池单元 • 电池模块 (DC 201.6 V) • 接线盒 • 电池智能单元
2ZR-FXE 发动机
空调压缩机总成 （带空调变频器）
AC 500 V 水冷
冷却系统
*: 电动机行星减速机构增加了2.64倍的扭矩。
9
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
特点 –质量轻、结构紧凑
-A
-K
-W -Q
变频器总成（带升压转换器）
新PRIUS 组件 冷却系统 尺寸 (参考) 概述 结构 质量 [kg (lb)] 体积 [L] 变频器、升压转换器、MG ECU和 直流转换器 SLLC (独立于发动机冷却系统) 直接冷却 约 13.5 (29.8) 约 13 上一代车型 变频器、升压转换器、 直流转换器及空调变频器 间接冷却 约 20.5 (45.2) 约 26
维修要点 (变频器总成)
安全规范 4. 拆除维修塞并保存在自己口袋中
绝缘手套
-A
-K
-W -Q
保存在口袋中
维修塞
25
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
-A
-K
-W -Q
安全规范 5. 在拆除维修塞后，等待10分钟或更长以便让高压电容放电
高压电容
放电 0V
电量
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
安全规范 –在检查或维修高压系统时，请遵循以下安全措施
警告
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 关掉点火开关，将钥匙移开智能系统探测范围 断开辅助电池负极端子 确认绝缘手套 拆除维修塞 等待10分钟或更长以便变频器总成高压电容放电 测量变频器端子电压 (0V) 用绝缘乙烯胶带包裹被断开的高压线路连接器
上一代车型
容量
检查 保养周期 更换 第一次 之后
3.4 升 (3.6 US qts, 3.0 Imp. qts)
与上一代相同 240000 km / 150000 miles 与上一代相同
—
根据目的地而不同 160000 km / 100000 miles 根据目的地而不同
18
车型概述
注意事项
混合动力
MG1
MG2
电机减速行星组件
变频器总成
2
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
概述
传动 –2 行星组件
MG1
MG2
-A
-K
-W -Q
发动机
分配轴齿轮
到前轮
3
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
概述
列线图
+
转速
-A
-K
-W -Q
+
扭矩
太阳轮 (MG1) 行星架 (发动机) 齿圈 (车轮) 行星架 (固定) 太阳轮 (MG2)
HV 散热器 (变频器用) 变频器总成
变频器总成
-A
-K
-W -Q
HV 散热器储液罐
HV 散热器 储液罐
HV 水泵 HV 散热器
HV 传动桥
HV 水泵
17
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
冷却系统 –冷却液保养周期改变
-A
-K
-W -Q
新PRIUS 冷却液型号 丰田纯牌超级长效冷却液 (SLLC) 或 等同品
-A
-K
-W -Q
绝缘乙烯胶带
28
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
拆装规范 –拆装
1. 2. 拆除维修塞后，等待10分钟或更长以便高压电容放电 拆卸9个螺栓和变频器盖 注意: • 由于变频器盖有互锁装置， 在拆卸过程中不要倾斜。
连接器
-A
-K
-W -Q
• 在拆卸连接器盖后，用无残留型胶带遮盖以防止 异物进入。 3. M确认高压电容端子电压为0V (量程:750V或更大 )
P0A7A
P0A93 P0A94 P0AEE P3221 P3226
322
346 553 276 277 314 315 562 563
发电机变频器性能
变频器冷却系统性能 直流转换器性能 电动机变频器温度传感器 “A” 线路范围/性能 发电机变频器温度传感器线路范围/性能 直流升压器温度传感器
21
车型概述
HV 电池
主要部件 –HV电池主要由以下部件组成
-A
-K
-W -Q
HV电池温度传感器 (电池组用)
HV电池 (电池组)
电池智能单元
HV电池鼓风机 (无刷型)
HV接线盒总成 HV电池温度传感器 (进气用) 维修塞连接器 注意: HV电池为高压部件，维修过程中请额外注意。
31
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
压力 x 间隙 (固定值: 1 cm)
15
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
大气压力传感器 –与大气压力传感器相关的 DTC
-A
-K
-W -Q
DTC 编号 P0069-273 P2228-268 P2229-269
检测项目 歧管绝对压力 – 大气压力校正 大气压力传感器 “A” 电压低 大气压力传感器 “A” 电压高
动力电缆 电源控制 (HV CPU) 变频器总成 • 升压转换器 • 变频器 • MG ECU • 辅助电池的直流转换器
7
ECM P410 混合驱动桥 • MG1 • MG2
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
MG
-A
-K
-W -Q
MG1 与 MG2 –特点 • 整体重量减少 (大约33%) 并且最大输出功率从50 kW增至 60 kW
拆除维修塞
10 min.
26
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
安全规范 6. 确认高压电容端子电压为 (量程: 750 V或更大 )
-A
-K
-W -Q
正极
负极 [高压电容端子]
27
高压保险
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
安全规范 7. 用绝缘乙烯胶带包裹被断开的高压线路连接器
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
冷却液更换 –排放方法 • 混合动力系统冷却液排放塞
混合传动桥液加注塞 (10 mm六角扳手)
ห้องสมุดไป่ตู้-A
-K
-W -Q
前
混合传动桥液排放塞 (10 mm 六角扳手)
19
混合动力系统冷却液排放赛 (10 mm 六角扳手)
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
维修要点 (变频器总成)
变频器端盖
29
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
HV 电池
-A
-K
-W -Q
特点 –与上一代车型相同，HV电池位于后备箱内后排座位下
进气 (后座椅右侧)
HV电池 进气管
HV电池 冷却鼓风机
30
注意: HV电池为高压部件，维修过程中请额外注意。
维修塞
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
-A
-K
-W -Q
IGBT IPM
MG1
IGBT 电抗器
IPM
MG2
14
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
变频器总成
-A
-K
-W -Q
大气压力传感器 –位于MG ECU板上. 传感器检测大气压力并传输至MG ECU 以 便校正与使用环境相适应