普锐斯混合动力系统分析共172页文档
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。
Prius混合动力系统分析
Prius混合动力系统分析Prius简介1997年12月第一代Prius在日本上市；2000年小改款后面向北美和欧洲销售；2003年9月推出了第2代车型。
该车所采用的发动机专门为混合动力系统设计，并采用电动助力转向等技术以尽量降低能耗。
表1给出了两代Prius的主要参数。
与第1代相比，第2代Prius增加了电动空调、一键式起动等功能。
本文的主要研究对象为2001款Prius，但未考虑空调工作状态对控制策略的影响，也未考虑电机和电池的工作效率。
Prius混合动力系统结构Prius采用混联式的机械结构，包括2个电机，即MG1（用于调速）和MG2（作为驱动电机），均可以作为发电机和电动机。
电机和发动机通过一套行星齿轮组连接实现动力分配。
如图1所示，发动机与行星架相连，MGl和太阳轮相连，MG2连接在齿圈上，齿圈再通过齿形带和主减速器相连。
电机和发动机之间具有以下的转速关系：n MG1+in MG2=(1+i)·n e(1)发动机输出的转矩一部分通过太阳轮作用在MGl上，一部分作用在齿圈上，且存在：其中：i=z ring/z sun说的具体点就是Prius混合动力汽车结构的核心部分是行星轮机构，丰田称之为动力分配装置(PSD，Power Split Device)。
结构示意图如下图：该行星轮系有两个自由度，在此结构中，发动机和行星架相联，通过行星齿轮将动力传递给外圈的齿圈和内圈的太阳轮，齿圈轴与电机和传动轴相联，太阳轮轴和发电机相联。
PSD将发动机大约70％的转矩直接传递到驱动轴上，将另一部分转矩传送到发电机上，并且发电机、电机和发动机的转速存在一线性关系。
在驱动轴转速(即电机转速)不变的情况下，通过调节发电机来调整发动机转速。
同时，发动机和电机转矩可以直接叠加。
但是结构上较为复杂，给制造和控制带来了一定的困难。
不同工况下混合动力系统工作状况1)发动机起动发动机起动分为热起动、冷起动。
热机状态下，MGl作为电动机拖动发动机达到1000 r/min以上后，发动机开始喷油，同时MGl进入发电模式，如图2所示，如果电池的充电需求为零，则发动机在运行约2 s后停机。
8混合动力普锐斯-HV系统
变频器 总成
MG1 / MG2
电机控制
转子磁极
磁体
V-型
MG2 转子 (’04 PRIUS)
MG2 转子 (’03 PRIUS)
变频器 总成
Prius
MG1分解器
HV ECU
GUU GVU GWU
MUU MVU MWU
MG2分解器
Ext SIN COS
MG1 变频器
MG2 变频器
Ext SIN COS
HV 蓄电池
变频器 总成
可变电压 DC 500V 系统
变频器
MG1 MG2
DC– DC转换器
DC
AC 201V
AC
DC 201V AC
AC 12V
DC
DC 12V
辅助 蓄电池
变频器 总成
DC – DC 转换器 – 运作
DC 288V 直流 交流
直流–直流转换器
变压器
整流二极管
滤波电路
DC 12V
9.5 V 或更低
7 V 或更低
辅助蓄电池
当辅助蓄电池电压低时的车辆状态
PRIUS
9.5 V
0V
正常 档位指示灯不亮 多信息显示 档位指示灯闪烁
熄灭
屏熄灭
READY ON
HV 蓄电池 和 SMR
系统 主继电器
HV 系统图
车辆后部
电阻 SMR1
SMR2
电源电缆
车辆前部
升压 转换器
变频器
SMR3
蓄电池 ECU
系统 电压 (V)
500 400 300
200 100
0
系统 电压 (实际)
MG2 速度 系统 电压 (要求)
普锐斯混合动力系统分析172页PPT
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
Hale Waihona Puke 56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
详解普锐斯动力驱动系统
详解普锐斯动力驱动系统由于丰田Prius汽油/电力混合动力车辆有着跑车的外观、类似航空设备的仪表板显示和无噪声平稳启动，那么一点也不奇怪，该车是同类车型中销售得最快的车辆。
(图1) 可是，除此之外，该车有一个可识别的重要特征：省油。
美国环境保护局(EPS)给出燃油级别：街道上是61英里/加仑(mpg)，高速公路(理想测试条件)上是50mpg。
实际的，司机可期待的街道/高速路组合路面的燃油数是45到50mpg. 混合动力汽车的特色是，由汽油发动机发动，然后转换成电池动力以加速。
可是，Prius采取了不同的处理方法，用电池动力发动，然后在速度超过20mph 时，转换到汽油发动机。
虽然Prius有大的突破，但司机不必为了最大限度的节油而从完全制动开始踩油门。
由于美国和世界其他国家曾面临过的最高油价，在另外汽油消费能力不强的市场，Prius的耗油数是个受欢迎的信号。
混合动力系统技术Prius设计是基于Toyota称之为混合动力协同驱动概念。
此概念目标是协同电动马达动力和汽油发动机动力，并使汽车功率和环境性能最大化成为可能。
Prius最近的型号是基于Toyota混合动力总系统II (THS-II)技术。
THS-II系统的每个连续世代的产品改进了汽油燃效和减少散热，包括一个同轴的4缸1.5升发动机，一个高压镍氢电池(NiMH)，一个带行星齿轮系统的智能混合动力驱动桥和一个复杂的发动机控制部件(图2)。
两种方法的混合物基本上，两种形式的汽车动力系统都存在：串联和并联。
每个都有各自整套正面和反面的特点。
不象其他混合动力汽油-电动车辆，Prius使两者结合了，并最大化每个的强项和补足他们的弱项。
在串联混合动力系统中，汽油发动机启动发生器，而产生的电流使电动马达驱动车轮(图3)。
汽车运行中，此处使用的低输出功率发动机在最经济的范围内保持汽车以稳定速度行驶，并使之有效的给电池再充电。
在并联混合动力系统中，汽油发动机和电动马达都直接驱动车轮。
PRIUS(混合动力系统)
车身电气
车型概述
万用表
注意事项
混合动力
测量高压组件的电压
发动机
底盘
车身电气
车型概述
注意事项
断开HV 系统
混合动力
发动机
底盘
车身电气
当如下操作时，要求进行 …
进行保养或维修 处理损坏车辆 进行事故恢复或急救工作
车型概述
程序
注意事项
混合动力
将换档杆切换到P档位
发动机
底盘
车身电气
车型概述
程序
注意事项
车身电气
车型概述
注意事项
移动 & 拖拽 Prius
混合动力
发动机
底盘
车身电气
如果出现如下情况，车辆必须被拖拽… 任何高压系统组件或线路损坏 制动，转向，动力分配或燃油系统被损坏 钥匙插入后， READY 灯不点亮
车型概述
移动Prius
注意事项
混合动力
发动机
底盘
车身电气
在移动损坏车辆完毕后，检查所有溢出的碱性电解液，使用 正确、安全的设备进行中和
混合动力
防碱性类型，防止电解液的溢出
发动机
底盘
车身电气
车型概述
注意事项
渗透硼酸处理方案
混合动力
发动机
将 800 克的硼酸溶解在20升自来水中 中和所有溢出的HV电池电解液
底盘
车身电气
车型概述
注意事项
混合动力
发动机
底盘
红色石蕊试纸
使用试纸检查溢出的电解液是否已被中和 如果溢出的电解液仍然保持碱性，试纸会变成蓝色
混合动力
混合动力冷却液更换 –加入方法
发动机
1. 加入冷却液至变频器储液罐上线 2. 用主动测试操作水泵 3. 操作水泵，同时加注冷却液，保持液位在储液罐的上
(整理)丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析.
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。