丰田普锐斯混合动力汽车构造及维修
丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
①HV蓄电池状态监视控制 ②SOC控制
SOC控制
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
③冷却风扇控制
冷却风扇控制框图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
（6）汽车碰撞控制
汽车碰撞控制原理
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
（7）纯电动机驱动模式控 （8）指示灯和警告灯 （9）自诊断功能 （10）安全保护
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
（2）变频器总成的工作原理
变频器电路图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
①增压转换器
增压转换器电路图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
②DC／DC转换器
DC/DC转换器电路图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
③空调变频器
空调变频器电路图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
（4）制动防滑控制ECU控制
①再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于VSC+系统）； ②实际再生制动控制数值；液压制动控制请求（用于下坡辅助控制）；
③仅用于带VSC+系统的 制动防滑控制图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
（5）蓄电池ECU控制
蓄电池ECU控制原理框图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
1. HV（混合动力汽车）变速驱动桥
MG1和MG2 1-MG1 2-MG2
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理
第三章 丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修
单元三 普锐斯混合动力系统构造与维修
二 丰田混合动力系统的组成
图3- 19 加速踏板位置传感器电路图
二 丰田混合动力系统的组成
9. 档位传感器 将档位转换为电信号并输出到HV ECU。 10. SMR (系统主继电器) SMR 用来自HV ECU 的信号连接或断开蓄电池和变频器总成间的高压电 路。 11. 互锁开关 互锁开关用来确认变频器盖和检修塞均已安装完毕。 12. 断路器传感器 如果检测到车辆发生碰撞, 则切断高压电路。 13. 检修塞 在检查或维修车辆时, 要拆下此塞, 关闭HV蓄电池高压电路。
单元三 普锐斯混合动力系统构造与维修
课题一 课题二 课题三
普锐斯混合动力系统 普锐斯混合动力系统主要部件 普锐斯混合动力系统的维修
课题一
普锐斯混合动力系统
一 普锐斯混合动力汽车的技术特点
丰田公司于1997 年开始销售普锐斯混合动力汽车, 目前已经发展到第四 代插电式混合动力汽车。普锐斯是世界上第一款大批量生产的混合动力 车型, 第三代普锐斯(常规混合动力) 现在已在我国生产并上市。
三 丰田混合动力系统的工作原理
2. 工作原理 图3-25 反映了车辆的常见行驶状况。可以根据图3-25 来分析THS-Ⅱ系 统如何控制发动机、MG1 和MG2。
图3- 25 车辆行驶状况
三 丰田混合动力系统的工作原理
图3-26 是行星齿轮组与发动机、MG1 和MG2 连接关系图。
图3- 26 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 齿轮 6—MG2 7—行星架
二 丰田混合动力系统的组成
8. 加速踏板位置传感器 将加速踏板角度转换为电信号并输出到HV ECU。加速踏板受到大小不一 的力时, 安装在加速踏板臂基部的磁轭以不同的速度围绕霍尔IC 旋转, 这 时, 磁通的变化量由霍尔IC 转换为电信号并输出给HV ECU, 显示加速踏 板受力的大小, 如图3-18 和图3-19 所示。
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
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（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
丰田普锐斯混合动力汽车构造及维修171页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank ou
丰田普锐斯混合动力汽车构造及维修
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
由Prius了解混合电动汽车的构造
1.5L排量，并采用VVT-i （根据 发动机的状态控制进气凸轮轴， 从而在所有速度范围内提高扭矩 ） 技术，ETCS-i（智能电子节气门 系统 ）
HV的发动机和普通汽车的发动机 一样，不过尺寸上由于对空间的 需求要小与普通汽车，要更显得 精致，可靠。
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HV各组成部分------电动发动机Ⅰ
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关于普锐斯
目前现行的混合动力系统模式 分为串联式、并联式和混联式，普锐斯搭载的混联式 混合动力系统，集合了各式混合动力系统的优势； ·发动机和发电机可根据行驶状况共同驱动或分开单独使用 ·停驶时自动停止发动机，减少能量浪费 ·更有效地控制发动机和电动机，加速反应快捷而顺畅 其结构左如左图，在advisor中其仿真模型如右图：
HV各组成部分------电池组
HV Battery
HV电池组包括由6块1.2V的镍氢 蓄电池 单元组成一个模块，不 同型号的普锐斯所包含的模块 数量也不同，具体参照左图。
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补充：电池组的组成
主要包括：电池单元，电池单元ECU，系统总继电器
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补充：关于SMR
SMR，总继电器， 即起到控制电路的 作用，例如：当充 电的时候SMR1与 SMR3接通， RESISTOR（电阻） 起到限流的作用以 保护电路，当充电 完毕后断开SMR1， 接通SMR2，使电流 流通。
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The end
谢谢 本次演示到此结束
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普锐斯总体结构
主要组成：1：内燃机（IC Engine） 2：电动发电机Ⅰ（Motor Generator） 3：电动发电机Ⅱ 4：行星齿轮组（Planetary Gear Set） 5：电流转换器（Inverter） 6：电池组（Battery） 7：控制单元（ECU）
普锐斯混合动力系统的认识及组成
第二部分实训指导书实训一混合动力系统的认识及组成一、实训目的与要求1．了解混合动力系统部件的组成；2．掌握普锐斯混合动力系统各零部件的名称。
二、使用教具、仪器设备和工、量具1．汽车维修常用工、量具若干套。
2．工具车和实训台。
3．混合动力系统实验台架。
三、实训内容和步骤1.普锐斯混合动力的组成部件普锐斯混合动力系统包括：混合动力发动机总成、包括变速器、变频器、HV蓄电池组成。
各部件组成特点如下：发动机：1).发动机型号及参数：序号名称参数序号名称参数1 发动机型号1NZ-FXE2 排量(L) 1.4973 缸径（mm）754 冲程(mm) 84.75 最大马力(Ps) 76 6 最大功率(kW) 57/5000转7 发动机特有技术 单VVT-i 8 最大扭矩(N ·m) 111/4200转1.发动机型号的识别：2． 发动机位置图：3.阿特金森循环代表第1代（如：2代表第2代）。
1NZEF代表一个系列（如：NZ 、GR 、AZ 、AR 、MZ ）。
代表窄气门夹角（G--代表宽气门夹角）。
代表电子喷射。
X代表阿特金森循环。
发动机型号发动机型号刻在进气歧管上4.节气门体普锐斯节气门体采用电子节气门控制，在混合动力系统中油门踏板踩下的行程与节气门开度不一致，这是正常现象。
5.油门踏板普锐斯油门踏板由混合动力系统控制模块控制。
变速器：普锐斯混合动力系统采用内置两个电机的CVT无极变速驱动桥，其中MG1负责发电和发动机的起动机，MG2负责发电和驱动车辆。
MG1、MG2额定电压均为AC 500V。
此外，该变速器还使用了电子控制换档杆，档位切换通过安装在变速器的换档控制执行器控制。
电机MG1 MG2类型同步交流电机同步交流电机功能发电机, 发动机的起动机发电,驱动车轮额定电压V AC 500AC 500最大输出功率kW (PS) / rpm 37.8 (51) / 950050 (68) / 1200 –1540MG2最大输出扭矩N·m (kgf·m) / rpm 45 (4.58) / 0 – 6000400 (40.8) / 0 - 1200最大转速转/分10,000 rpm 6,700 rpm 冷却系统水冷水冷普锐斯变速器解剖图换档杆(瞬时换档)驻车开关换档杆运作驻车开关状态机械驻车锁止机构MG1, MG2组合仪表变速驱动桥档位显示器发动机控制发动机ECU(ECM)HVECU普锐斯换档控制示意图变频器：变频器实物图变频器的作用蓄电池：HV蓄电池:由168个单格镍氢电瓶(1.2V>6个电瓶>28个模块)组成，额定电压DC201.6V，安装在车辆后备厢内。
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。
丰田普锐斯混合动力无法启动检修说课
2、交流能力、信息搜集 能力、协作能力
普锐斯混和动 力汽车不能启 动的故障检测
4、指导教师要有较强 的导演能力和教学技巧
教学策略
教学过程
教学反思
教法
项目教学法
1 STEPS
问题引导
获取信息
2 STEPS
任务驱动
拟定计划 决策计划
3 STEPS
情景模拟
实施计划
4 STEPS
交流讨论
评价反馈
5 STEPS
企业调研
课后拓展
教材分析
学情分析
教学目标 与重难点
教学策略
教学过程
教学反思
学法
自主探究法
查找资料、观看视频
以学生为主体、任务 引领的教学理念，并 借助于现代的教学手 段帮助学生自主学习， 注重培养学生的观察、 分析、总结和自主解 决问题的能力。
教材分析
学情分析
教学目标 与重难点
教学策略 教学过程 教学反思
技能比武
设计意图：通过技能比武的形式，进一步升华学生的学习激情，巩固所学 的知识，熟悉操作步骤，梳理操作思路，加深对所学知识的理解。
教材分析
学情分析
教学目标 与重难点
教学策略 教学过程 教学反思
总结评价
师评 自评 互评
教材分析
学情分析
学情分析
教学目标 与重难点
教学策略
教学过程 教学反思
重点
难点
教材分析
学情分析
教学目标 与重难点
教学策略
教学过程
教学反思
教学策略
完成简单的理论学习 搜集混合动力控制系 统诊断步骤等资料
课前
课中
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（3）发动机微加速工况
发动机微加速工况
行星齿轮机构模拟杠杆图（6）
（4）低栽荷巡航工况
低载荷巡航工况
行星齿轮机构模拟杠杆图（7）
（5）节气门全开加速工况
节气门全开加速工况
行星齿轮机构模拟杠杆图（8）
（6）减速工况 ①“D”挡减速
“D”挡减速行驶
行星齿轮机构模拟杠杆图（9）
②“B”挡减速行驶
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
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）
发动机驱动车轮
（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
（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
2. 工作原理
车辆行驶状况
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
§3-1 丰田混合动力系统 §3-2 普锐斯混合动力系统主要部件 §3-3 普锐斯混合动力系统的维修
§3-1 丰田混合动力系统
任务目标
1. 了解普锐斯混合动力系统的技术特点 2. 掌握混合动力系统的组成 3. 掌握丰田混合动力系统工作原理 4. 熟悉丰田混合动力控制系统
丰田普锐斯混合汽车的技术特点是什么？其 采用的混合动力系统的组成和工作原理是什么？ 丰田混合动力控制系统有哪些特点与功能？
丰田混合动力系统主要部件的位置（2）
1. HV（混合动力汽车）变速驱动桥
MG1和MG2 1-MG1 2-MG2
发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图
发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理
2. HV蓄电池
HV蓄电池
3. 变频器总成
变频器总成
（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。
雪地起步时驱动轮转速状态
行星齿轮机构运动关系
a)行星齿轮机构示意图
b)驱动轮抓地力
c)驱动轮打滑
电动机牵引力示意图
⑥系统主继电器(SMR)控制功能
系统主继电器
电源打开
电源关闭
（2）发动机ECU控制
发动机ECU控制框图
（3）变频器控制
变频器控制示意 a) 增压转换功能 b) 降压转换功能 c) 电气供电功能
1. Atkinson循环发动机 2. “线控（by-wire）”技术 3. 电控无级变速器 4. 电动牵引力控制
5. 电子换挡杆
电子换挡示意图
6. 电控制动系统（ECB） 7. 用户定制车身电器系统 8. 智能驻车辅助系统 9. 全电动空调系统
电动空调压缩机
10. 蓝牙免提电话系统
a)
b)
（2）变频器总成的工作原理
变频器电路图
①增压转换器
增压转换器电路图
②DC／DC转换器
DC/DC转换器电路图
③空调变频器
空调变频器电路图
④发电机（MGl）和电动机（MG2）冷却系统
变频器、发电机（MGl）和电动机（MG2）的冷却系统
4. HV ECU 5. 发动机ECU 6. 蓄电池ECU 7. 制动防滑控制ECU
池 6-HV蓄电池 7-电线电压(+) 8-电线电压（-） 9-DC 12V(+)
三、丰田混合动力系统工作原理
1. 工作状态 （1）HV蓄电池向电动机(MG2)供电，以驱动车辆
蓄电池供电
（2）发动机通过行星齿轮机构驱动车辆时，发电机 (MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋转，为电动机/发 电机提供电能
“B”挡减速行驶
行星齿轮机构模拟杠杆图（10）
（7）倒车工况 ①车辆倒车
倒车工况
行星齿轮机构模拟杠杆图（11）
②起动发动机
启动发动机
行星齿轮机构模拟杠杆图（12）
发动机驱动发电机
行星齿轮机构模拟杠杆图（13）
四、丰田混合动力控制系统
1. 混合动力汽车控制系统的组成
HV控制系统的组成
a)
b)
THS控制系统的组成框图
2. 混合动力汽车控制系统主要功能 （1）HV ECU控制
HV ECU控制原理
HV ECU结构图
2. 混合动力汽车控制系统主要功能 （1）HV ECU控制 ①系统监视控制功能 ②关闭控制功能 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
蓝牙电话与有线电话传输过程比较
a)蓝牙电话
b)有线电话
11. LED停车灯 12. 智能钥匙与启动系统
a)
b)
c)
智能钥匙的“遥控作用”
a)打开或关闭车门
b)启动汽车
c)开启尾门
13. 坡道起步辅助控制 14. 增强型车辆稳定控制系统（VSC+）
二、丰田混合动力系统的组成
丰田混合动力系统主要部件的位置（1）
（4）制动防滑控制ECU控制
①再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于VSC+系统）； ②实际再生制动控制数值；液压制动控制请求（用于下坡辅助控制）；
③仅用于带VSC+系统的 制动防滑控制图
（5）蓄电池ECU控制
蓄电池ECU控制原理框图
8. 加速踏板位置传感器
传感器位置 1-霍尔IC 2-磁轭 3-加速踏板臂
加速踏板位置传感器电路图
9. 挡位传感器 10. SMR（系统主继电器） 11. 互锁开关（用于变频器盖和检修塞） 12. 断路器传感器 13. 检修塞
Hale Waihona Puke 14. 电线高压电线 1-接线盒 2-变频器 3-空调压缩机 4-穿过中央地板的部分5-备用蓄电
普锐斯用的行星齿轮机组
表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆
（1）准备启动状态
准备启动状态
行星齿轮机构模拟杠杆图（1）
启动后蓄电池充电
行星齿轮机构模拟杠杆图（2）
（2）起步工况
起步工况
行星齿轮机构模拟杠杆图（3）
汽车起步后发动机起动
行星齿轮机构模拟杠杆图（4）
发动机驱动发电机
行星齿轮机构模拟杠杆图（5）