推荐-丰田普锐斯电源系统研究 精品
普锐斯混合动力电池主要控制技术分析
检修塞卡箍 蓄电池保险丝
1 号系统主继电器
互锁开关
带转换器的变频器总成
（-）
3 号系统主继电器
SMR2 闭合后的触点电流流向 继电器线圈电流流向
（b）SMR2 闭合后的电路（在 SMR1 和 SMR3 闭合前提下）
ECU
ECU
混 合 动 力 CON2 车 辆 控 制 CON1 CON3
（+） （-）
AUTOMOBILE MAINTENANCE
电压
蓄电池 ECU 总成
TB1 GB1
TB2 GB2
TB3
GB3
0
A
BC
D
蓄
E 时间
电 池
蓄 电 池
蓄 电 池
（+） SMR1 OFF
ON ON OFF
OFF
SMR2 OFF
OFF ON ON
OFF
温 度 传
温 度 传
温 度 传
（-） SMR3 OFF
ON ON ON
蓄电池 ECU 通过识别充/ 的目的。蓄电池温度检测电路如图
放 电 电 流 大 小 来 确 定 5 所 示 ，TB 端 子 为 信 号 电 压 端 ，GB
SOC 值。HV 蓄电池的温 端子为接地端，3 个温度传感器的检
HV 蓄电池总成 检修塞卡表 蓄电池保险丝 互锁开关
C-D 过程：从 C 点所对应时刻开 始 ，在 SMR1 和 SMR3 处 于 工 作 状 态 的基础上，SMR2 也处于工作状态，大 部分电流流经 SMR2，SMU 总成
混
合
动
力 车
CON2
辆
控
制
CON1
（+） 系统 2 号系统主继电器 主继 电器 1 号系统主继电器
丰田-普锐斯混合动力车系统研究
摘要普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。
在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。
2005年12月15日正式我国上市的新款普锐斯Prius，是第二代普锐斯Prius，它装备了新一代丰田混合动力系统THS II这是在上一代丰田混合动力系统THS的基础上，以能够同时提高环保性能和动力性能的“Hybrid Synergy Drive （混合动力同步驾驶）”为概念开发的。
THS II通过提升电源系统的电压使马达功率提高到原来的1.5倍，并通过控制系统的改进解决了一系列的技术难题，从而使发动机动力与马达动力的协同增效作用得到极大程度的发挥。
新款普锐斯Prius除了拥有新一代丰田混合动力系统THS II 特有的“平滑而强劲的动力性能”和“世界顶级的环保性能”外，还拥有前卫的造型、舒适的操控性能、以及电子排档、带湿度感应器的电动变频自动空调等引人注目的卓越功能和先进装备。
动力系统构成通过提升电源系统电压来提高马达输出功率，同时控制系统进行了大幅度的改进。
自主开发总成所构成的全息系统，带来车辆行驶性能的飞跃。
主要新开发总成THS II的主要总成全部由丰田汽车公司自主开发。
通过对电源系统、马达、发电机、电池组等的革新，全面提升了系统性能。
系统构成包括：两个动力源（采用高膨胀比循环的高效汽油发动机和输出功率提升至1.5倍的永磁式交流同步电动机）及其驱动马达、发电机、内置动力分离装置的混合动力用变速箱、混合动力用高性能镍氢电池组、动力控制总成。
与人们所熟悉的将汽油发动机作为动力提供装置的普通汽车不同，普锐斯Prius的动力有两部分组成，除了发动机外还多出了电动机（永磁式同步交流电动机）和混合动力车专用蓄电池（密封镍氢电池），这样蓄电池的电力也可以为车辆提供部分动力，达到节省燃油的目的。
在普锐斯Prius的整个行驶过程中到底是用发动机还是用马达来驱动汽车是要根据车辆的行驶状态来决定的，发动机只有在普通行驶和全面加速的两个阶段中运转，消耗燃料，而在减速制动阶段由车轮来驱动马达将车辆制动能量转换成电能并进行回收将被再次利用。
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析
圈１ １ ＴＨｓ一｜Ｉ电动机驱动系统高压电路维修插铺 图１２发动机舱内ＨＶ保险丝
万方数据
如欲获取下列厂商的详细信息，请致电们Ｏ一５１７２７１２７。
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降压直流斩波电路由发电机ＭＧ １、 逆变／整流器、绝缘栅双极型晶体管Ｖ７、 二极管Ｄ８、电抗器Ｌ、电容器Ｃ１组成（图 ９）。降压时，ＨＶ ＥＣＵ利用绝缘栅双极型 晶体管Ｖ７导通。把ＤＣ５００Ｖ降压为平均 值ＤＣ２０１．６Ｖ的直流电压。向ＨＶ蓄电池
变电路。由ＶＨ ＥＣＵ触 发绝缘栅双极型晶体 管控制极，使Ｖ１～Ｖ６ 快速导通和关断，强 行将ＤＣ５００Ｖ直流电 转换成三相ＡＣ５００Ｖ 交流电。如果改变 Ｖ１～Ｖ６的触发信号 频率和时间。就能改 变逆变器输入电机 ＭＧ２定子绕组电流空 间相量的相位和幅值， 以适应电机ＭＧ２的驱 动需要。反之，电机 ＭＧ２在车辆减速或制 动时产生再生制动电 能，经绝缘栅双极型 晶体管Ｖ１～Ｖ６全控 型桥式整流电路整流
高惠民
汽车维修与保养 FOR REPAIR & MAINTENANCE 2007(5)
本文链接：/Periodical_qcwxyby200705001.aspx
该信号经过隔离电路后，直接驱动变 频器三组逆变电路ＩＧＢＴ模块中Ｖ１～Ｖ６控 制极快速导通与关断，实现变频器输出电 流的逆变、换相和定向目的。
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。
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析（收藏）
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析作为全球最成功的环保车型，丰田普锐斯（PRIUS）早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军，即使在我们的身边，也经常可以见到它们的身影。
目前，在国内生产的丰田普锐斯（PRIUS）是采用丰田第二代混合动力系统，集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车（图1）。
丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)，可以根据车辆行驶状态，灵活地使用2种动力源，并且弥补2种动力源之间不足之处，从而降低燃油消耗，减少有害气体排放，发挥车辆的最大动力。
由于其THS-Ⅱ电机及驱动系统结构复杂，技术先进，本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理，以帮助读者更进一步了解THS-Ⅱ系统。
一、THS-Ⅱ电机及驱动控制系统的特点1.在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。
2.采用大功率电机输出，提高电机的利用率。
当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。
3.极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。
二、THS-Ⅱ电机及驱动系统基本组成1.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DC20 1.6V，安装在车辆后备厢内。
在车辆起步、加速和上坡时，HV蓄电池将电能提供给驱动电机。
2.混合动力变速驱动桥：混合动力变速驱动桥由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成（图2）。
3.变频器：由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。
（1）增压转换器：将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V（反之从DC500V降压到DC201.6V）。
（2）逆变整流器：将DC500V转换成AC500V，给电动机MG2供电。
反之将AC500V 转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。
（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V，为车身电器供电，同时为备用蓄电池充电。
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。
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。
Page 20
The end
谢谢 本次演示到此结束
Page 5
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）
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宁波技师学院汽车技术系毕业毕业(20XX级)题目: 丰田普锐斯电源系统研究专业: 汽车运用工程班级: 13汽车四姓名: 周旭欣学号: 49指导老师: 常亮宁波技师学院汽车技术系20XX年1月8 日摘要普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。
在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。
20XX年12月15日正式我国上市的新款普锐斯Prius，是第二代普锐斯Prius，它装备了新一代丰田混合动力系统THS II这是在上一代丰田混合动力系统THS的基础上，以能够同时提高环保性能和动力性能的“Hybrid Synergy Drive（混合动力同步驾驶）”为概念开发的。
THS II通过提升电源系统的电压使马达功率提高到原来的1.5倍，并通过控制系统的改进解决了一系列的技术难题，从而使发动机动力与马达动力的协同增效作用得到极大程度的发挥。
新款普锐斯Prius除了拥有新一代丰田混合动力系统THS II 特有的“平滑而强劲的动力性能”和“世界顶级的环保性能”外，还拥有前卫的造型、舒适的操控性能、以及电子排档、带湿度感应器的电动变频自动空调等引人注目的卓越功能和先进装备。
关键词：发动机/电气系统/维修/构造/诊断/图解AbstractThe Prius Prius appeared in late October 1997, is the first in the world to realize batch production of hybrid cars. In today's people increasingly focus on environmental protection, the Prius Prius due to revolutionary to reduce the vehicle fuel consumption and exhaust emission, the significance of its landmark and sophistication has been highly appreciated all over the world. On December 15, 20XX officially listed on the new Prius Prius in China, is the second generation of Prius, the Prius, it is equipped with a new generation of TSH II the Toyota Hybrid power system is in the generation of the Toyota Hybrid power system, on the basis of TSH, to improve environmental performance and dynamic performance at the same time \"Hybrid Synergy Drive (Hybrid synchronous driving)\" for the concept of development. TSH II through ascension to electric power system voltage raised to 1.5 times, and through the improvement of the control system to solve a series of technical problems, so that the engine power and motor power of synergistic effect and get maximum level of play.Keywords: engine/electric system/maintenance /diagnosis/diagram目录中文摘要 (I)Abstract (II)1.引言 (5)2.混合动力车的概述 (6)3.电动汽车对蓄电池的要求 (7)4.丰田普锐斯电源系统描述 (9)5.丰田普锐斯电源系统的常规维护 (12)6.丰田普锐斯电源系统拆装注意事项 (13)7.丰田普锐斯电源系统如何进行故障排除 (16)(1) 电池组容量降低（2）电池组充电异常（3）电池组放电电压低（4）电源系统局部高温8.结论 (22)9.致谢 (23)10.参考文献 (24)1 引言电动汽车关键技术瓶颈突破的预期的增强以及能源危机、环境污染的加剧，各国政府逐布加大政策支持力度，全力推进电动汽车产业化。
动力电池是新能源汽车的核心，是新能源汽车技术和成本上的最大瓶颈，是新能源汽车产业链中最核心的一环。
未来汽车厂商之间的竞争，将主要是动力电池性能的竞争，先进的动力电池厂商，必将成为汽车厂商争夺的焦点。
电动汽车对动力蓄电池的要求包括安全性、能量密度、功率密度、一致性、低成本等。
车用动力电源系统的设计是集电子技术、控制技术、材料科学、工艺过程控制、汽车技术和电源技术等为一体的高新综合科学技术，是一个系统工程。
通过多年的发展，国内在电池性能方面与国外相差不大，但在整个车用动力电源系统性能方面和国外还有比较大的差距。
混合动力车的概述混合动力汽车（HEV）是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据车辆的实际行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。
混合动力汽车的基本组成单元由牵引电机（traction motor）及控制系统ECU、动力电池（power battery）及管理系统ECU、燃油发动机及控制系统ECU等组成。
任意设计的HEV是不能达到上述要求的，必须要求设计HEV进行整体性能及参数匹配研究，包括驱动部分的布置形式、各部件的参数选择、功率在燃油发动机和动力电池之间的分配等。
根据HEV零部件的种类、数量及联结工作方式，可以将混合动力汽车分为三种基本类型：串联型混合动力汽车SHEV （Series Hybrid Electric Vehicle）、并联型混合动力汽车PHEV （Parallel Hybrid Electric Vehicle）、混联型混合动力汽车SPHEV （Series-Parallel Hybrid Electric Vehicle）。
CAN（ControllerArea Network）总线是德国Bosch公司为解决现代汽车工业中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线。
混合动力汽车（HUV）对蓄电池的要求为了确保电动车合理的行驶性能，对其能源系统应具有如下要求：高比能量，以确保电动车达到合理的行驶里程；高比功率，确保加速和爬坡性能；寿命长，免维护；成本低，自放电小；充电快，效率高，以提高车辆的使用效率和接受制动回输功率的能力；尺寸小；安全性好；更换简便。
从HEV的使用特点可以看出，电池是一个功率辅助系统，大部分放电是以大电流进行的，能量消耗较小，所以设计时应着重注意功率性能而不是能量参数。
HEV循环几乎不要求电池完全充电或完全放电，所以多只电池一起应用通常存在的问题（充电电压升高而导致泄气、电池之间的不平衡、过放电等）较少。
主要的问题是电池的失效、整体的可靠性及电流分布，以及大电流长时间循环下的温度控制。
最可能的失效是随着循环的进行电流的充放电功率性能的降低。
过充电/深放电在由许多电池组成的电池组中几乎是不可避免的，随着电池使用时间的增加，可能性更大。
由于许多电池串联一起使用，所以对电池的一致性要求很高。
丰田公司的Prius电动车需要240只电池串联，以前若一只电池出现故障，需要替换全部240只电池，后来进行了改进，设计了6单体电池组件，可以简便地更换失效电池，充电能量转换效率要高。
另一个很重要的问题是电池管理方面的问题，包括SOH.SOC水平的判断，其精确的判断不仅确定HEV可以使用的时间，也决定其工作状况的好坏。
其他如安全性能、热管理性能等也是很必要的。
各种混合动力对电源系统的总体要求如下。
（1）串联式混合电动汽车完全由电机驱动，内燃机-发动机总成与电池组一起提供电机所需要的电能，电池SOC处于较高水平，对电池系统功率的要求与纯电动汽车相似，但容量要低。
（2）并联式混合电动车内燃机和电机都可以直接对车轮提供驱动力，整车的驾驶要求可以由不同的动力组合结构来满足。
电池的容量可以更小，但是电池组瞬时提供的功率要满足汽车加速或爬坡要求，电池最大放电电流有时可能达到20C以上。
（3）电池的峰值功率要求大，能短时间大功率放电。
（4）较高的瞬间回馈功率。
（5）循环寿命要长。
（6）较高的能量密度。
（7）需配备电池管理系统和热管理系统。
（8）电池的SOC应保持在30%~80%。
丰田普锐斯电源系统描述蓄电池智能单元可以将判定充电或放电值（由动力管理控制ECU计算）所需的HV蓄电池状态信号（电压、电流和温度）转换为数字信号，并通过串行通信将其传输至动力管理控制ECU。
蓄电池智能单元采用泄漏检测电路来检测HV蓄电池的任何泄漏情况。
此外，蓄电池智能单元检测动力管理控制ECU所需的冷却风扇的电压，以实现冷却风扇控制。
蓄电池智能单元还将这些信号转换为数字信号并通过串行通信将其传输至动力管理控制ECU。
SMR(系统主继电器)控制：1电源打开。
电路连接SMR1和SMR3闭合；而后，SMR2闭合，然后SMR2断开，由于这种这种方式可以控制流过电阻器的电流，保护电路中的触电，避免其受到强电流造成的损害。
2电源关闭。
电路断开时，先断开SMR2，然后在断开SMR3，然后，HVECU 确认各个继电器是否已经断开，这样HVECU可确定SMR2是否卡住。
丰田普锐斯电源系统的常规维护维护内容1检查动力电源系统的状态。
2检查管理系统的功能是否正常。
3对电池进行充放维护。
维护方法1外观维护对电源系统的外观做检查如有问题应及时排除。
2绝缘断开电池组与整车的高压连接，用数字电压表测量各个电池包的总正、总负端子对车体的电压，是否小于上限值。
如果发现电压偏高，应测量电池与车体是否绝缘。
通过测量电池包总正、负对电池包外壳的电压可以大致确定电池包内绝缘故障的电池模块。
如果绝缘性能检测正常，再进行充放维护。
3电池及管理系统（1）接通电池管理系统，采集并记录开路状况下电池组的总电压、各个电池模块的电压以及各个电池模块的温度。
（2）按厂家推荐的充放电制度对系统进行充放电测试。