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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。

普锐斯Prius作为世界首款量产的混合动力车，它改变了人们基于传统汽车的评判标准。通过TOYOTA油电混合动力系统将汽油发动机与电动机进行组合，在达成高水平的燃油经济性和环保性能的前提下，实现了出色的动力性，并创造了舒畅的驾驶乐趣和良好的静谧性。在城市工况下，排量为 1.5L的PRIUS普锐斯达到了相当于2.0L传统车型的动力性能；而油耗仅相当于1.0L的传统车型。

关键词发动机、电气系统、维修、构造、诊断、图解

Title：Toyota Prius Hybrid Research

Abstract：Prius Prius in available by the end of October 1997, is the world's first mass production of hybrid vehicles. There is a growing concern in today's environment, the Prius Prius as a result of a revolutionary way to reduce vehicle fuel consumption and exhaust emissions, with its epoch-making significance of the advanced nature of the world has been highly praised.

December 15, 2005 China's official listing of the new Prius Prius, is a second-generation Prius Prius, equipped with its next-generation Toyota Hybrid System THS II This is the last generation Toyota Hybrid System THS on the basis of To be able to improve the environmental performance of power and performance of the "Hybrid Synergy Drive (synchronous hybrid drive)" for the development of the concept. THS II through the upgrading of the power system voltage motors so that the power to the original 1.5-fold, and through improved control system to solve a series of technical problems, so that the engine power and motor power of the synergies to be a great level of play .

The new Prius addition to the new generation Toyota Prius Hybrid System THS II-specific "smooth and strong performance of power" and "the world's top environmental performance", but also have the avant-garde style and comfortable control performance, as well as food stalls by e - ,With the humidity sensor's electrical inverter air conditioning automatically notable, and other outstanding features and advanced equipment.

Prius as the world's first mass production of hybrid, it changed the way people judge the car based on the traditional standards. TOYOTA through the hybrid system with gasoline engine and electric motor combination, to reach a high level of fuel economy and environmental performance, achieve excellent power, and created a comfortable driving fun and good-quiet. Conditions in the cities, 1.5L displacement for the PRIUS Prius 2.0L reached the equivalent of the traditional models of dynamic performance; and 1.0L fuel consumption is equivalent to only the traditional model.

Keywords ：Engines, electrical systems, maintenance, construction, diagnosis, graphic

摘要 .................................................................................................................. I 1.1引言 (2)

1.1.1混合动力车的概述 (3)

2 Prius混合动力系统结构 (6)

2.1动力系统结构 (6)

2.2不同工况下混合动力系统工作状况 (7)

2.2.1发动机起动 (7)

2.2.2车辆起步 (9)

3 Prius混合动力车技术特征分析 (12)

3.1机械结构分析 (12)

3.2电气结构分析 (14)

4电机及驱动控制系统分析 (19)

4.1电机及驱动控制系统的特点 (19)

4.2电机及驱动系统基本组成 (19)

4.2.1电机（MG1、MG 2）工作原理 (21)

4.2.2电机（MG1、MG2）结构 (21)

4.2.3变频器电路 (24)

4.2.4电机驱动系统的控制 (24)

4.2.5维修电动机及驱动系统注意事项 (26)

结论 (28)

致谢 (29)

参考文献 (30)

1.1 引言

能源和环境是当今世界可持续发展面临的两大根本问题。随着经济的发展，汽车拥有量急剧升高，这两大问题日益突出，而在我国显得更加严重。2002年中国轿车产销量以超过40%的增长而被称为“中国轿车元年”。2002年我国汽车总产量达到300万辆，2003年总产量达到400万辆。汽车产销量的飞速增长，给我国石油能源带来巨大的压力，同时也给城市大气环境带来了严重的影响。进入21世纪，随着经济对可持续发展的追求和人们对生活环境提出越来越高的要求。为了降低汽车的燃油消耗，减少有害的排放生成物，各国相继出台了更严格的排放法规，汽车工作者对传统内燃机汽车采取了复杂的技术改造，例如代用燃料、添加剂、催化净化器、多气门结构、稀燃、分层燃烧、电控喷射等。这些技术的应用大大降低了汽车的尾气污染和燃油消耗。但是传统的内燃机车由于其固有的燃烧和排放特性，对燃油消耗和排放的解决有一定的局限性。同时复杂的技术改造直接的后果是使得传统汽车的造价不断上升，利润空间越来越小，长此以往，不利于汽车工业的发展，也不利于汽车的普及。在此背景下，各种各样的新型动力汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比要差上百倍，远远未达到人们所期望的数值。专家估计在未来一段时间内，电动汽车还无法取代燃油发动机汽车，为此采取了一个两全其美的办法，开发了混合动力汽车HEV（Hybrid Electric Vehicle）。混合动力汽车是一种新出现的绿色环保汽车，它采用内燃机和电动机作为混合动力源,这种混合动力的汽车既有燃油发动机动力性好、续驶里程长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处,可达到发动机和电动机的最佳匹配。对于传统内燃机动力汽车，制动能量全部由刹车片摩擦消耗掉；而对于混合动力汽车，在刹车制动时，通过对电机、刹车系统及动力电池管理系统的协调控制，使电机工作在发电机状态而产生制动转矩，向动力电池高效率回收制动能量，可显著提高整车的能量利用率。一般认为这类汽车的燃油经济性可提高15%-40%，废气排放可降低30%-50%，排放指标最好水平能达到目前排放标准指标值的10%。混合动力汽车是目前公认的最具有产业化和市场前景的电动汽车，它具有如下主要的优点：*可以大幅度降低汽车的排气污染；

*可以较大幅度的提高汽车燃油效率；

*与纯电动汽车相比，大大降低了对动力电池的过分依赖，避开了目前电动汽车研发和产业化过程中电池领域的“瓶颈”；

*使用传统燃料，对基础设施没有提出任何特别的要求；

*使用方便，成本提高幅度小。

混合动力汽车既具有内燃机动力性好、反应快和工作时间长等优点，又有电机无污染和低噪声的特点，可达到电机和发动机的最佳匹配。由于混合动力系统具有

充电功能，因此不需要建设配套的充电基础设施。对于电池的要求，与纯电动汽车相比也大大降低了。因此混合动力汽车在技术、经济和环境等方面具有综合优势。

1.1.1 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。CAN协议已成为国际标准化组织ISO的11898和11519标准，现在它逐步发展成为用于工业部门控制和通信的现场总线。与其它的现场总线相比，CAN具有低成本、易开发以及抗干扰性能好等优点，传输速率最高为1Mbps，最大传输距离为10km（5kbps），同时由于CAN废除了传统的站地址编码，使网络上的节点理论上为无穷大。CAN的诸多优点使它在最近几年得到广泛应用，世界上很多著名的汽车制造商都采用CAN总线来实现汽车内部控制系统及各检测和执行机构间的数据通信。同时，各种基于CAN的高层协议的开发使得CAN总线的功能更强，应用范围更广，不仅在汽车工业、过程控制、数控机床和纺织机械等领域广泛应用，而且也在向医疗、电力、海运电子设备等方面发展。

CAN属于总线式串行通信网络，由于其采用了许多新技术及独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点可概括如下：

1)CAN为多主工作方式，网络上任意节点均可在任意时刻主动的向网络上的

其它节点发送消息，不分主从，通信方式灵活，并且无需站地址等节点消息，利用这一特点可方便的构成多机备份系统。

2)CAN采用非破坏仲裁技术，当多个节点同时向总线发送消息时，优先权较低的消息会主动退出发送，而最高优先级的消息可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线仲裁时间。

3)CAN的每帧消息都有CRC校验及其它检错措施，数据出错率低，从而使通信更加可靠。CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，使总线上其

它节点的操作不受影响。

4)CAN总线支持新节点的在线接入，在应用层协议编码上也留有一定的保留位为将来扩充提供支持。

1.1.2 混合动力电动汽车发展概况

国际电子技术委员会(International Electro-technical Commission，简称IEC)对混合动力车辆的定义为：“在特定的工作条件下，可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量的汽车。其中至少有一种存储器或转化器要安装在汽车上。混合动力电动汽车至少有一种能量存储器、能量源或能量转化器可以传递电能。串联式混合动力车辆只有一种能量转化器可以提供驱动力，并联式混合动力车辆则不止一种能量转化器提供驱动力。”混合动力电动汽车是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新的车型。它将现有内燃机与一定容量的储能器件(主要是高性能电池或超级电容器)通过先进控制系统相组合，可以大幅度降低油耗，减少污染物排放。国外普遍认为它是投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁车型，从而引起各大汽车公司的关注。世界第一辆由汽油机和电动机组合的混合动力汽车，于1899年由费迪南-保时捷（Ferdinand Porsche）研制成功。但由于受其他技术（如电动机、电池和控制等）发展的制约，加上环境、能源问题未被引起足够重视等，使混合动力汽车技术在其后的几十年里未被重视。直到近十几年才引起世界各大汽车公司的重视。上世纪90年代以来，日本、美国和欧洲各大汽车公司纷纷开始研制混合动力汽车。

日本丰田汽车公司率先于1997年12月将混合动力电动汽车Prius（如图1-1所示）投放本国市场，2000年初又开始投放北美市场，并将月产由1000辆调升到月产2000辆，三年内销售了4.5万辆，产品出现了供不应求局面。除了丰田公司以外，本田、日产等汽车公司研制了自己的混合动力汽车，并取得了骄人的成绩。本田汽车公司开发的J-VX混合动力电动汽车概念车，其动力系统为1升3缸直喷式VTEC发动机和电动机，还有一组超级电容以替代通常使用的蓄电池系统。1999年末，本田公司在日本、美国等国陆续开始销售小型混合动力轿车Insight。Insight并联式电动汽车装备了本田公司的IMA(Integrated Motor Assist)混合动力系统和无级变速器，是一种新式未来型跑车，被美国环保总署评为2001年美国十大节能汽车的第一名，第二名则为丰田汽车公司的Prius混合动力汽车。日前，丰田公司推出了其豪华品牌雷克萨斯的混合动力电动越野车RX400h。

2 Prius混合动力系统结构

2.1 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和MG2,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。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,MG1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:

nMG1+inMG2= (1+i)·ne

尽管我国汽车零部件产业总体水平有了很大提高,但仍然严重滞后于整车发展,尚未摆脱弱、小、散的局面。市场集中度低、自主开发能力弱、高新技术产品少、长期投资不足,已成为制约汽车产业发展的关键因素。“十一五”期间,汽车零部件工业要全面提升产业竞争力,不能再走单纯靠投资拉动增量、靠大集团建立封闭零部件制造体系、靠过度依赖国外技术和整车企业的发展道路而要抓住国家支持自主创新的战略机遇期和国际汽车产业转移的契机,进行必要的战略调整,促进产业结构、产品结构的优化升级和开发能力的提高,满足整车发展的需要和市场的需求。对于机械类零部件要提倡自主开发、培育自主品牌,扩大国内外配套份额,进一步做大、做强企业;机电类零部件要加快形成产品研发能力,形成一批具有国际竞争力的骨干企业;电子类零部件要充分利用国内外技术资源,尽快掌握核心技术,形成一批具有高新技术、能为多家配套的企业,积极参与整车企业产品开发,与整车企业建立长期战略伙伴关系,进入国际市场。

Prius主要参数

Prius1997 Prius2001 Prius2004

长/宽/高(mm) 4310×1695

×146

4310×1695

×146

4445×1725

×1475

整备质量(kg) - 1255 1296 发动机最大功

率(kW)

(r/min)

43 /4000 52 /4500 57 /5000

发动机最大转

矩(Nm)

(r/min)

102 /4000 111 /4200 115 /4200

驱动电机最大功率(kW)

(r/min) 30 /(940~

2000)

33 /(1040~

5600)

50 /(1200~

1540)

驱动电机最大转矩(Nm)

(r/min) 305 /

(0~940)

350 /

(0~400)

400 /

(0~1200

镍氢电池

圆柱形模块 288 V 长方体模块 273. 6 V

长方体模块 201. 6 V 动力总成最大功率(kW)

(km /h)

74 /120 82 /120 动力总成最大转矩(Nm)

(km /h)

421 /11 478 /22 百公里加速时间(s) -

12. 8 10. 9 EPA 油耗(M /G)

(C. /H.

/Com. )

52 /45 /49 60 /51 /56

Prius 混合动力系统结构示意图

2.2 不同工况下混合动力系统工作状况

2.2.1 发动机起动

发动机起动分为热起动、冷起动。热机状态下,MG1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MG1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。图3为发动机冷起动时系统工作状况。发动机被MG1拖动到1200 r/min左右后约2 s才开始工作,这实际上包含了发动机的暖机过程。

2.2.2 车辆起步

车辆起步时,发动机静止,由MG2拖动车辆,MG1随动,当功率需求达到一定值时,MG1立即拖动发动机起动。根据电池SOC的不同,发动机起动的时刻也不同。图4为车辆起步工况。

2.2.3加速

分别对全油门加速和部分油门加速情况进行试验测试。全油门加速试验时,MG2电流迅速增加,拖动车辆加速,MG1也迅速拖动发动机到较高转速,在发动机转速突变的过程中基本不存在瞬态加浓过程。部分油门时,由于电机MG2的助力作用,发动机的喷油脉宽不存在瞬间增加的情况,而MG1一直作为发电机。

2.2.4匀速

图5为120 km/h匀速工况,由于此时的电池SOC为60%,电池充电需求为零,车辆功率需求恒定,发动机工作点比较优化。MG2正向旋转为发电机,而MG1作为调速电机调整发动机的工况点。在车辆匀速行驶时,电池是否充电首先取决于SOC,另外与MG2转速和输出电压有关。

当车辆的功率需求较小时,可以以纯电动工况行驶,发动机静止,MG2拖动车辆,MG1随动经观察,纯电动运行最高车速为40 km/h,当电池SOC降低到45%时,发动机必须重新起动。

2.2.5滑行和制动

加速踏板松开后,车辆开始滑行,图6为D档滑行情况,初始SOC为60%,发动机喷油脉宽逐渐减小直至断油,MG1立刻作为电动机调速使发动机停转,这样减小了滑行过程中的摩擦损失,而MG2一直进行能量回收。车速较高时,为了防止MG1逆向旋转超速,必须对MG1进行转速控制。若电池SOC较低,发动机断油,转速逐渐下降,当降到1000 r/min时,发动机恢复喷油。

B档时利用发动机制动,不管SOC状态如何,发动机必须旋转,MG1作为电动机调速。

车辆制动时的工作状况和滑行工况相差不大,不同的是制动时ECU会根据制动功率需求进行液压制动和电机制动的功率分配。图7为初速100 km/h的B档制动,B档制动时,发动机转速降到1000 r/min,车速降到15 km/h时,发动机停转,不再恢复喷油。

3 Prius混合动力车技术特征分析

3.1 机械结构分析

丰田混合动力系统已经演变到第二代,THSⅡ(丰田混合动力系统Ⅱ代)的配置和工作原理与第一代Prius的THS完全相同,只是对一些主要零部件进行了重新设计、加工。该THSⅡ系统由发动机、驱动电机/发电机、发电机、简单的电子机械动力分配装置(电控行星齿轮组)、镍氢蓄电池组和电控单元等共同组成,其中动力分配装置联接电动机和发电机起到CVT(无极变速器)的作用。THSⅡ系统中不包含单独的起动电机,省掉了传统的齿轮式变速器或自动变速器。该系统的结构特点是既采用串联工作方式又采用并联工作方式,组成了混联的THS混合动力系统,它能根据车辆行驶状态及发动机的效率有效地选定车辆的运行模式,其系统构成如图1所示。

THSⅡ系统的发动机是1NZ-FXE 1. 5-L直列四缸发动机,具有DOHC,每缸4气门,VVT- i的“智能”可变气门定时,发动机的缸径75. 0mm冲程84. 7mm,所以其排量为1496cm3。汽油发动机在高膨胀比的米勒循环下运行,这种工作循环的热效率很高,可以显著减少泵气损失;发动机的起动和停止方法在THS的应用中非常独特。在起动开始的时候是由发电机/起动电机带动发动机旋转,在发动机达到某一设定转速时开始喷油,通过延迟点火降低了发动机的起动振动冲击。另外在切断燃油

供给后同样也是通过发电机/起动电机来使得发动机停止转动。

Prius的发动机冷却系统有一个非常独特的特征,有一个2. 5L的“热水瓶”在关闭发动机相当时间内还可以保持冷却液的温度,这个措施可以保证Prius能够满足AT-ZEV(超前技术零排放车辆)的冷起动的排放要求。不锈钢水壶安装于左前翼子板处。表1为三代Prius动力总成特征参数比较表。

P112型混合动力变速前驱动桥总成包括驱动电机泼电机，发电机起动电机和行星齿轮型扭矩分配单元,变速前驱动桥总成减震器和主减速器,一起装配在轻质、铸造铝合金壳体中。

驱动电动机拔电机的转了是交流同步式钱永磁体。转了的8个磁极成“V”字形成对排列，相对于单片式这样可以很大程度的提高励磁面积。对电动机的控制，除了低、高速控制参数以外，在中等转速范围内还有过调制特征来改善中等转速的输出。

第三代Pries与第一代Pries的蓄电池在能源密度、尺寸和质量上都有很大变化，1998年Pries的第一代蓄电池组重达75kg体积75L。该蓄电池组由40个模块，其中每个模块包含6个柱状单体组成，占用汽车相当大的空问。第二代蓄电池组由于采用在方形“棱状”单体中分层的电极板，相对于在柱状单体中的同心轴形电极而言，其质量和尺寸都有了很大降低。2001款Pries配备的就是这种类型

的蓄电池组，有38个模块，质量降低了25%，体积降低15%，零部件数量也减少一半。蓄电池组紧揍的包装也令人满意，因为它允许后排座椅靠背向前折叠从而能够装载更长的物体。最新款Pries的镍氢蓄电池组由28个模块组成，每个模块有6个单体直列连接组成，总共有168个单体。质量在原有基础上又降低25%，为45kg更为紧凑，在输入和输出密度方面提高了35%，更换了电极材料降低了内阻。蓄电池组由电装公司的电脑控制，由于体积进一步减小所以仍允许后排座椅靠背向前折叠，可以从后门利用更大的储物空问。蓄电池模块上有温度传感器来测量蓄电池温度，并用风扇把车内空气抽出对蓄电池组进行风冷降温。表2为蓄电池的具体参数表。

3.2 电气结构分析

THS中一个重要特点就是把高压电源电路组合在电源控制单元中,在电源控制单元中包含1个逆变器。逆变器把蓄电池的直流输出转换为交流来驱动电动机,也可以把发电机和电动机(再生制动发电)发出的交流电转化为直流电给蓄电池组充电,同时还有1个DC/DC变换器来给12V的辅助蓄电池提供电能。第二代Prius在保持电流不变的基础上把蓄电池电压从275V提高到500V,从而通过提高高压电源电路功率来把驱动电动机的功率从原来的33kW提高到50kW。于对同样大小的功率

而言,增加电压和降低电流可以最大程度地降低热量堆积和能量损失,从而使得效率更高。

由于混合动力电动汽车在结构、工作方式上与传统车辆存在区别，所以采用的传感器也不同，表3为Pries的部分需要采集的信号及检测方法。

3.2.1转速传感器

丰田开发生产的IGBT(绝缘门双极晶体管耐高压产品,属于半导体开关单元,是变频器逆变部分最主要的功率单元。通过6个IGBT改变电流方向, IGBT的开关是由逆变器控制器根据电机转子位置来决定的,而转子位置判断是由电动机、发电机的转速传感器完成的,该传感器是对电动机和发电机进行超精确控制的重要部件,图2为IGBT电路示意图,图3为Prius混合动力系统上电动机所采用的转速传感器图。

传感器的定子上面嵌有3个线圈,输出线圈B与C的电角度错开90°。因为转子为椭圆形,所以当转子旋转时,定子、转子间的气隙长度发生变化,由线圈A中的交流电形成的线圈B、C中的输出信号将随传感器转子的位置而变化,通过判断输出信号的差别可以测出转子的绝对位置。利用微机计算一定时间内转子位置的变化量,通过这种软件检测的方法测出电机转速,所以把这种传感器作为转速传感器使用。

3.2.2电压、电流传感器

Prus上蓄电池电压高达儿十伏到三白多伏瞬问放电可以达到上白安培，因为要控制充放电及监测蓄电池的荷电状态,另外整个动力总成系统是否有异常,也需要测出电动机以及发电机的电压与电流,所以在Prius上使用了电压、电流传感器来检测混合动力系统的各个部位的电压及电流。电流的测量大部分采用霍尔元件式的传感器,而电压测量则考虑到高压安全问题使用隔离模块后再用传感器测量。

3.2.3高压安全系统

从表2的蓄电池参数表中我们可以发现Prius上蓄电池组电压很高,比如第二代上蓄电池总电压为274V,通过这个蓄电池组用直流电给高压电气系统供电。从安全性上来考虑, Prius采取了一些措施,首先镍氢蓄电池组采用了与手机、便携式电脑和其他消费品上可充电电池相同的封装技术,电解液在单体极板里吸收,即使蓄电池外壳撞裂电解液也不会泄漏。在某些极端的情况下电解液泄漏了,也可以通过使用稀释的硼酸或醋来中和。其次为保证安全,所有的高压电源线和插座均采用桔黄色来标识,并与底盘、车身隔离,所以人不会由于接触金属底盘而有触电的危险;在HV 蓄电池组中有1个高压保险丝提供高压保护;连接高压蓄电池组的正负电源线由12V的常开继电器控制是不是导通,在车辆处于不运行状态时,继电器断开阻断来自蓄电池组的电流流动;在车辆运行时,短路故障显示会不断监视高压电气系统对金属底盘的泄漏情况,一旦检测到故障, HVECU就将点亮仪表板上的主警告灯和LCD显示屏上的混合动力警告灯;在车辆严重碰撞并激活SR S安全气囊的情况下HV蓄电池组继电器将自动断开以便阻断电流流动。如图4,图5所示。

丰田普锐斯基本参数

丰田普锐斯当前，新一代PRIUS普锐斯已经成为领导新时代潮流的混合动力轿车的典范。据统计：PRIUS普锐斯在全球范围内已累计销售超过40万辆。在2004年获得北美年度车之后，PRIUS普锐斯又凭借科技环保主题以绝对优势荣膺"2005欧洲年度车"，并一举夺得"2005北京-乌兰巴托汽车拉力省油挑战赛大基本信息品牌丰田普锐斯制动方式四轮碟刹生产厂商一汽丰田车身重量1345 千克参考价格27.98 万元轴距2700 毫米车型尺寸 4.450 米1.725米1.510米油耗4.7 升/ 百公里油箱容积45 升引擎类型直列4缸/双顶置凸轮轴标准座位数5个最高时速170km/h 驱动方式前轮驱动普锐斯基本参数基本参数普锐斯1.5织物座椅普锐斯1.5真皮导航版版车型名称：普锐斯1.5织物座椅版普锐斯1.5真皮导航版厂商指导价 (元)： 25.98 万27.98 万品牌：一汽丰田一汽丰田级别：紧凑型车紧凑型车发动机： 1.5L 77 马力L4 1.5L 77 马力L4 变速箱：7挡CVT自动7挡CVT自动长X宽X高 (mm)： 4450*1725*15104450*1725*1510 车体结构：5门5座掀背车5门5座掀背车

推出年份 20052006

最高车速（km/h ）: 官方0-100加速（s ）: 官方100-0制动（m ）：官方综合路况油耗（L ）：本站实测 0-100加速（s ）: 本站实测 100-0制动（m ）: 本站实测油耗（L ）: 整车质保： 4.7 4.7 车身长度（mm : 宽度（mm : 高度（ mm : 轴距（mrj ）: 9.66 43.1 四年或普锐斯版 4450 1725 1510 2700 10万公里 1.5 织物座椅前轮距（mrj ）: 1510 后轮距（mm : 1480 最小离地间隙（mr ）：车重（Kg ）: 车身结构：四年或普锐斯版 4450 1725 1510 2700 1510 1480 10万公里 1.5真皮导航 160 160 1345 掀背车车门数（个） : 5 座位数（个）：5 油箱容积（L ）: 45 行李箱容积（L ）: - 1350 掀背车 5 5 45 发动机普锐斯版 1.5 织物座椅普锐斯版 1.5真皮导航汽缸容积（cc ）: 排量（L ）: 工作方式： 1497 1497 1.5 自然吸气 1.5 自然吸气

(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。（4）空调变频器：将HV蓄电池DC201.6V转换成AC201.6V交流电为空调系统中电动变频压缩机供电。 4.HV控制ECU采用32位计算机，接收来自传感器和ECU（发动机ECU、HV蓄电池ECU、制动防滑控制ECU、电动转向ECU）信息。根据此信息，计算车辆所需的扭矩和功率，将计算结果发送给发动机ECU，变频器总成，蓄电池ECU和制动防滑控制ECU。三、THS-Ⅱ系统电机（MG1、MG2）工作原理交流伺服驱动系统中，应用的交流永磁驱动电机有两大类。一类称为无刷直流同步电动机（BDCM），另一类称为三相永磁同步电动机（PMSM），THS-Ⅱ系统的电机（MG1、MG2）属于BDCM类型的驱动电机。 BDCM用装有永磁体转子代替了有刷直流电动机的定子磁极。有刷直流电动机依靠机械换向器，将直流电流转换成近似梯形波的交流电流。而BDCM是将逆变器产生的方波交流电流直接输入电机定子绕组，省去了机械换向器和电刷。BDCM定子绕组中通

丰田雷凌混合动力技术

毕业设计（论文）题目：丰田雷凌混合动力技术系部：汽车工程学院专业：汽车检测与维修学号: 班级：姓名：指导老师： 2017年 4 月日

摘要 (3) 引言 (3) 一、概述 (4) （一）混合动力发展背景 (4) （二）混合动力简介 (4) （三）联接方式 (4) 二、雷凌混合动力系统主要部件简介 (6) （一）发动机 (6) （二）混合动力驱动桥总成 (8) 不同工况下发动机和电机的运转情况 (9) （三）变频器总成 (10) 变频器总成的冷却系统 (11) 混合动力冷却液更换、加入方法 (11) 在检查或维修高压系统时，请遵循以下安全措施 (12) （四）HV电池 (12) 雷凌HV电池的规格 (12) HV 电池冷却系统 (13) 冷却过程 (13) HV蓄电池进气口滤清器 (13) 三、功率控制单元 (14) 四、雷凌混合动力能量回收系统 (15) （一）混合动力系统在各个阶段的工作方式 (16) （二）高效制动系统 (16) 制动控制系统运作流程 (17) 四、故障案例分析 (17) 参考文献 (23) 致谢 (24)

摘要混合动力汽车，指一辆车的驱动系由多个可以同时运转的单个驱动系联合组成。驱动系统能够保障车辆的行驶状态，同时可以决定车辆的行驶功率。目前较为时兴的是混合动力电动汽车。由于能源危机和环保的双重压力，混合动力电动汽车应运而生，而且具有广阔的发展前景关键词：多个驱动系；混合动力汽车；广阔的发展前景引言作为混合动力车辆首先要有一台高效的发动机，尽可能的扩大发动机的高效率区间，并发动机最大限度工作在高效率区间并有效利用，提升工作效率。当发动机在低效率状态时用电动机取代发动机工作。车辆启动，汽车怠速和低速行驶时停止发动机，减少燃油损耗，当即提速到需要高功率输出时电动机配合发动机进行高功率输出。当发动机减速时电动机此时转变成发电机回收能量储存在驱动电池中，减少能量的损耗提升燃油经济性。高效利用能量。混合动力汽车的燃油经济性高了，而且行驶性能较好，混合动力汽车的发动机需要用燃油，而且在起步、加速时，因为有电动马达的配合，所以能够减少油耗，通俗的说，就是和相同排量的汽车比较，燃油消耗更少。而且，配合发动机的电动机能够在启动的瞬间产生强劲的动力，所以，使用者能够享受更强大的起步和加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。

普锐斯混合动力系统的认识与组成

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-FXE 2 排量(L) 1.497 3 缸径（mm）75 4 冲程(mm) 84.7 5 最大马力(Ps) 7 6 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）。 1 NZ E F 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。

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。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 驱动车辆这样，发动机始终工作在燃烧效率最好的状态，有效降低了排放。

丰田普锐斯历程

丰田普锐斯发展历程丰田普锐斯简介 ? 目录 ? 丰田普锐斯简介 ? 开发 ? 1997–2001 (NHW10) ? 2001–2003 (NHW11) ? 2004–2009 (NHW20) ? 2009– (ZVW30) ? 车型对比丰田普锐斯（Toyota Prius ）是日本汽车制造商丰田旗下的一款全混合动力电动中型车。美国环保署（EPA ）的数据显示，普锐斯是目前美国市场燃油效率最高的汽车。EPA 和加州空气资源委员会（CARB ）在烟雾和有毒废气排放标准的基础上都将普锐斯评为美国市场最清洁的汽车。普锐斯于1997年开始在日本发售，是第一辆大规模量产的混合动力汽车。2001年开始抢占世界市场，在全球超过40个国家和地区发售，其中最大的就是日本和美国市场。2008年5月，普锐斯的全球累计销量达到里程碑式的100万辆，2010年初更是达到了160万辆。其中美国市场就占据了一半的数据，截至2009年12月在美国共售出814,173辆。开发 1992年1月16日，丰田汽车公司发布了《地球宪章》，这是一个阐述丰田开发和销售低排放汽车的目标的文件。 1993年9月，丰田研发中心的执行副总裁Yoshirio Kimbara 成立了G21团队来研发新世纪的汽车。1994年2月1日，G21计划小组第一次正式会议举行。该团队决定G21的目标就是创造一辆既对资源和环境友好又保留了现代汽车精华的汽车。开发工作由Takehisa Yaegashi 主持，负责制造一辆可以弥合电动车和汽油动力车之间的差距的汽车。 1995-1996（原型） 1994年底，G21团队设计出一款混动动力概念车，并在次年的东京车展中将其推出。该车被命名为“Prius 普锐斯”，在拉丁语中意为“prior （优先）"或里程（之前）"。1996年底，这辆概念车开始了试驾历程。丰田普锐斯制造商丰田出产年份 1997至今级别混动动力车布局 FF 布局 1996 普锐斯原型

卡罗拉双擎的混合动力技术完整版

卡罗拉双擎的混合动力技术集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

卡罗拉双擎的混合动力技术尽管现在各大主流品牌都在努力发展油电混合动力的技术，推出各种混动车型甚至电动车型。但说起混合动力这个词的时候，我相信大家的第一反应肯定是丰田。的确是，从1997年11月，第一代PRIUS发布，丰田的混动系统就引起了全世界的注意。尽管那一代的PRIUS在国内销量并不算高，但不可争议的是它在全球范围内都取得了一定的影响力，国内稍微懂车的朋友一定也听过丰田普锐斯混动这么一款车。而第一代PRIUS上所搭载的THS系统可算是丰田混动的鼻祖了，之后丰田所有的混合动力系统均由此演化而来。前后度过了将近二十年的时间，PRIUS历经了几代改款，直到2015年，第四代PRIUS普锐斯上市，THS-III问世，采用了更大容量的电池，热效率提升到惊人的40%，这意味着丰田的电池技术又有了新的突破。同年，还有一款叫一汽丰田COROLLAHYBRID卡罗拉双擎的车子上市，搭载最新的丰田混合动力系统。这款车之所以受到大家的关注，除了因为它的老款汽油车型在全球打下了很好的群众基础之外，很大原因之一是因为其采用了核心部件本土化生产的模式，把价位控制在A级车价格区间的同时，搭载了更多高一级别的功能配置。全球化的战略布局带来更高的性价比，这让卡罗拉双擎成为了叩开全世界混动技术大门的一款代表性车型。2017年4月18日，一汽丰田COROLLAHYBRID卡罗拉双擎全面升级，搭载全新升级的1.8L阿特金森循环发动机，加装烃（HC）过滤器，进一步减少废气排放。那么问题来了，经过那么多次的改良，卡罗拉双擎的杀手锏——丰田混合动力技术的优势究竟在哪？这是我们需要探讨的话题。一、动力方面，无论采用何种技术，驾驶性能是非常重要的，卡罗拉双擎的性能到底怎么样？我们可以从三个方面来分析。 1、发动机：卡罗拉双擎全系采用的是新升级的1.8L阿特金森循环发动机，按照官方的说法，这是一款彻底追求燃油经济性的发动机，与传统汽油车上搭载的同排量发动机相比，输出功率稍小一些。但与传统汽油车不同的是，卡罗拉双擎因为有电动机，不仅不会降低行驶性能，还能提高实际的燃油经济性。加装烃（HC）过滤器，进一步减少废气排放，符合京VI排放标准，这对尾气排放有限制的城市来说，也是购车者必须考虑的因素之一。 2、变速箱：卡罗拉双擎搭载的是E-CVT电子无极变速系统，它并不具备传统变速箱系统里面的离合器、液力变矩器或是齿轮轴组等这些复杂机构，是专门为混动车型而准备的动力分配机构。简单来说，这个变速箱能够把发动机的动力分别传递给车轮与发电机，并通过无缝连接控制发动机、双电机系统，统一协调，让卡罗拉双擎的加速体验更为顺畅。 3、HybridSynergyDrive(HSD)混合动力系统： “HybridSynergyDrive”(“HSD”)是丰田混合动力系统的名称，它能够使汽油发动机和电动机协同工作,充分利用各动力源的优势，高效地控制输出分配，从而实现高加速性能和静谧性、低油耗、低排放的并存。小结：丰田的混合动力是将“擅长启动及加速的电动机”和“擅长匀速行驶的发动机”组合在一起，兼顾了“油耗”和“响应速度”。通过发动机、变速箱、混动系统的协调配合，卡罗拉双擎的中段加速（时速20-50km）可达3.1秒，是日常生活尤其是城市道路行驶时最常见的时速。加速性能好是由于具有优异响应速度的电动机发挥作用，而它高效的发动机自身已经最大限度地减少了尾气排放，并降低油耗，卡罗拉双擎的百公里油耗仅为4.2升。二、安全保护：有些消费者会担心这么大一块电池放在车上，会不会有漏电隐患在车辆碰撞等意外来临之时，双擎又有哪些应对措施

丰田Prius技术详解

主要规格表尺寸及质量全长mm 4,450 全宽mm 1,725 全高mm 1,510 轴距mm 2,700 轮距（前/后）mm 1,510/1,480 最小离地间隙（空载）mm 160 最小转弯半径m 5.1 整备质量kg 1,345 满载质量kg 1,745 轮胎规格195/60R15 发动机型号1NZ-FXE 型式4缸直列顶置双凸轮轴电喷16气门（VVT-i）排气量cc 1,497 最大功率kW/rpm 57/5000 最大扭矩Nm/rpm 115/4000 缸径 * 行程mm/mm Φ75.0*84.7 压缩比13.0 最高车速km/h 165 燃油供给装置EFI(电子控制式燃料喷射装置) 变速箱型式电子控制式无级变速油箱容积L 45 百公里耗油（综合工况法）L/100km 4.7 电动机 66``l 型式同步交流电动机（永磁型）最大功率kW/rpm 50/1200-1540 最大扭矩Nm/rpm 400/0-1200 混合动力车专用蓄电池型式密封Ni-MH（镍氢电池）模块数量28 容量Ah 6.5/3h 制动、悬架、驱动方式制动系统(前/后) 通风盘式/实体盘式悬架系统前麦弗逊式悬架悬架系统后摇曳臂式悬架驱动方式前轮驱动车身整体铸造

1.5升VVT-i发动机高膨胀比循环和智能正时可变气门系统VVT-i保持在最佳状态，减弱了摩擦带来的能量损失，进而实现了优异的动力性能和高效的能源利用率。 TOYOTA 油电混合动力系统中安装的发动机与以往机型相比，具有低油耗，高输出的特性。＜高膨胀比循环＞ 1NZ-FXE应用了高膨胀比循环的代表性系统“艾金森循环”，是追求高效率的1.5L发动机。缩小燃烧室容积，以提高膨胀比（＊1)，即等待爆发压力在充分降低后才进行排气，由此充分利用爆发能量。膨胀比：(膨胀行程容积+燃烧室容积)/燃烧室容积＜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。 ?运转部件的重量更轻。 ?活塞环的张力更小。 ?气门弹簧的反弹力更小。＜采用VVT-i＊3＞采用VVT-i＊3，可根据行驶状况细微地调节进气阀的工作时间。可在各种旋转带进行高效燃烧，为提高输出功率，降低油耗作出贡献。动力控制单元(变压器、转换器、交直变换升压电路系统) 通过可变电压控制系统，最高电压可提高到500V，同时对HV蓄电池的直流电流和驱动电动机、发电机的交流电流进行最佳控制，并实现能量电路的小型化。无级变速系统(动力分离装置、发电机、电动机和发动机组合) 通过无阶段地改变发动机转数、发电机及电动机转数实现加速、减速和后退。滚珠轴承等部件的合理化配置使摩擦消耗大大降低。高功率HV蓄电池安装在TOYOTA 油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄电池具有高输入输出密度(每重量的输出)和重量轻、寿命长等特点。无需利用外界电源进行充电，也无需定期交换。镍氢电池将内部的电流通路分为两条，以降低HV蓄电池内部的电阻，实现了高性能和轻量化。全新设计了以往的电极材料及单电池(一个HV蓄电池)之间的连接结构，减少了HV蓄电池的内部电阻，因此安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了约540W/kg的输入输出密度，居世界最高水平。另外，还使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进行充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。

丰田普锐斯

现实版进化论三代普锐斯混动技术革新解析网易汽车王云龙2012-02-17阅读次数：164 从1997年开始，丰田普锐斯就成为市场上最具竞争力的混合动力车型，而全新一代的丰田普锐斯也准备好迎接新一阶段的挑战——重回中国市场。作为一个在世界上超过70个国家都有售的量产版混合动力车型，超过200万辆的累计销量也证明了其市场认可度，虽然上一代普锐斯也在国内小批量销售过，但是销量确实不值一提，而今中国市场对于节能高效且技术成熟的混合动力车型的渴望，推动着更适合中国国情的第三代普锐斯重返中国。那么对于这样一款我们消费者既熟悉又陌生的车型来说，新一代普锐斯有着哪些技术革新呢?我们从长计议。作为石油能源100%需要进口的岛国日本来说，汽车工业的发达与能源供应的紧缺始终不相称，作为传统能源到新能源之间的过渡产品，混合动力车型能够实现投入产出比的最大化，因此也是日系车企所最推崇的形式之一。日本最大的汽车企业丰田在1997年首次推出混合动力产品——代号XW10的第一代普锐斯，第一代普锐斯由于处于技术商品化验证阶段，因此最先仅供应日本本土市场，当时的车型配备了1.5 L 1NZ-FXE四缸发动机，采用了13.5：1的超高压缩比，最大功率却只有58马力，峰值扭矩102牛米;与传统动力配合的是288V的镍氢电池，电池比容量只有初级的600W/kg。电动机具有40马力的功率和305牛米的扭矩，使用行星齿轮组机构最为变速器。第一代普锐斯(XW10) 在2000年的时候，验证基本结束后第一代普锐斯进行了小幅技术升级，并全面推向以欧洲、美国为主导的国际市场，为了适合美国地广人稀车速高的特点，动力被着重提升。相同型号的发动机加入了VVT-i可变气门正时，同时适当缩小压缩比为13. 0：1，使得其最大功率上升到70马力，扭矩提高到110牛米;混动部分也有所调整，电池电压降低为273.6V，比容量却增长为

普锐斯混合动力系统的认识及组成

广州车胜教学设备有限公司https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 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：

广州车胜教学设备有限公司 https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 1.发动机型号的识别： 2．发动机号码位置图： 3.阿特金森循环

广州车胜教学设备有限公司https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 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。

广州车胜教学设备有限公司https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 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。

广州车胜教学设备有限公司https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 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。

广州车胜教学设备有限公司https://www.sodocs.net/doc/4c6572535.html,/ 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 500 AC 500 最大输出功率kW (PS) / rpm 37.8 (51) / 9500 50 (68) / 1200 – 1540 MG2最大输出扭矩N·m (kgf·m) / rpm 45 (4.58) / 0 – 6000 400 (40.8) / 0 - 1200 最大转速转/分10,000 rpm 6,700 rpm 冷却系统水冷水冷

丰田第二代混合动力系统(THSⅡ)

丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ )张金柱 (黑龙江工程学院汽车系,黑龙江哈尔滨150050) 摘要:丰田公司生产的prius 轿车是世界上第一款大批量生产的混合动力汽车。介绍该车所用丰田第二代混合动力系统(THS Ⅱ)的结构、原理和特点。关键词:丰田;混合动力系统;结构中图分类号:TK 411 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2005)03-0006-04 Second G eneration of Toyota H ybrid System (TH S Ⅱ )ZH ANGJin -zhu (Autom otive Dept.of Heilongjiang Engineering Institute ,Harbin 150050,China ) Abstract :Prius car produced by T oy ota is the first style of hybrid power autom otives produced in large batch in the w orld.This pa 2per introduces the structure ,the principle and features of THS Ⅱused in the car mentioned above.K ey w ords :T oy ota ;Hybrid system ;structure 基金项目:黑龙江省自然基金资助项目(E2004-04) 作者简介:张金柱(1963-),男,副教授,工学硕士,研究方向为汽车动力系统检测、开发与设计。收稿日期:2005-03-15 丰田公司于1997年开始销售混合动力的Prius , 它是世界第一款商业用途的大批量生产的混合动力汽车。丰田混合动力车的动力中枢是混合动力系统(THS —T oy ota Hybrid System ),它使汽油机和电力两种动力系统通过串联与并联相结合的形式进行工作,达到低排放的效果。在2003年4月的纽约国际车展上,丰田推出了采用THS Ⅱ系统的新一代Prius ,使混合动力汽车的发展又向前迈了很大一步。THS 是一种串并联混合动力系统,它的动力分配装置把动力分成两路,一路是汽油机的动力直接传到车轮,另一路(电路)是发动机将能量转变成电能,带动电动机或给电池充电。 1　THS Ⅱ系统简介 1.1　系统组成 THS Ⅱ系统主要部件有采用Atkins on 循环的高效汽油机、永磁交流同步电机、发电机、高性能镍金属氢化物(NI -MH )电池和功率控制单元,见图1。功率控制单元由高压电源电路、AC -DC 逆变器组成。电源电路将电动机和发动机的电压升至500V 。AC -DC 逆变器用于电动机、发电机的交流电和混合动力电池的直流电之间的转换,动力分配装置用于分配、合成和传递发动机、电动机和发电机的机械动力。图1　THS Ⅱ系统结构 1.2　THS Ⅱ系统工作过程 a.启动,低速到中速运转时,只要电池电量在合理范围内,汽车由电动机驱动,此时整车处于电动车模式,不排废气。 b.当整车进入一般行驶条件时,此时发电机起到启动机的作用,使发动机从静止开始旋转,直到点火。整车动力一部分来自发动机,另一部分则由发动机带动发电机后给电动机供电驱动车轮。 c.瞬间加速除与一般行驶条件相同外,电池会提供额外的功率给电机来改善整车加速性能,此时发动机瞬态加速性能大幅提高,制造了不少驾驶乐趣。 d.减速、制动,车轮驱动电动机。电动机起到发电机作用。再生制动系统将动能转变为电能,并储存于镍氢能电池。 e.电池再充电,电池始终保持充足电量。根据需要,发动机驱动发电机给电池充电。　第3期2005年6月内燃机 Internal C ombustion Engines N o.3Jun.2005

丰田普锐斯混合动力汽车介绍

丰田普锐斯混合动力汽车介绍 1 概述丰田混合动力汽车简介PRILS是日本丰田汽车于1997年所推出世界上第一个大规模生产的混合动力车辆车款，随后在2001年销往全世界40多个国家和地区，其最大的市场是日本和北美。美国是普锐斯最大的市场，至2009年年初为止，美国丰田总共卖了超过60万量，普锐斯是．目前为止世界上最成熟的油电混合动力轿车之一。据美国环境保护署2007年的资料，普锐斯是在美国销售的汽车中最省油的。美国环境保护署和加州空气资源委员会根据二氧化碳排放量评价普锐斯是美国目前为止最干净的车辆。英国运输部公布普锐斯是在英国销售的车辆中最少二氧化碳排放的第二名。第一代普锐斯如图1所示，于1997年12月出厂，型号为NHW 10。厂方只在日本内销，但是很多二手的普锐斯被出口

到英国、澳大利亚和新西兰，市场上见到的不多。此款车型为世界上第一辆大规模量产的汽油电动混合动力车。第一代普锐斯的生产成本高达32000美元，但是售价只为16929美元，也就是每辆NHW10都是亏本出售。但这辆车意义重大：作为丰田推行减少空气污染和提高燃油效率的绿色汽车的探路者。此款车型定位于紧凑型。尺寸方面，长宽高分别为4275 mm、1694 mm、1491 mm，轴距为2550 mm。动力方面，搭载一台L汽油发动机、永磁交流电动机和288伏镍金属氢化物电池组。汽油发动机提供的最大功率为58马力，最大扭矩为102 N·m。电动马达的峰值功率和扭矩分别为40马力和305 N·m。2005年12月丰田汽车公司生产的普锐斯在长春下线，普锐斯混合动力先后经历了THS和THS-11两代系统，普锐斯的混合动力标识如图2所示。丰田混合动力系统车辆可汽油发动机来驱动，而无需对车辆进行充电。如果车

丰田普锐斯Prius混合动力车

果内首款昏合动力轿车———普锐斯（PRIUS）2005年12月5日在长春一汽丰田合资工厂下线，此次国产1.5L排量普锐斯有织物座椅版和真皮座椅版两款，售价分别为28.8万元和30.2万元，2006年1月15日正式上市。普锐斯在世界各地的价格对比：普锐斯高定价主要是因为国产化率低、政府没有补贴、产量小。据了解，目前普锐斯的国产化率只有3.4%，只有风挡玻璃和轮毂是国产的。根据目前国家的相关政策，像普锐斯这样用进口大件组装生产的整车，国家将按照整车来收税，这成为普锐斯价高的重要原因。另外，在日本、美国针对普锐斯这样的环保车，政府有一定的补贴，如普锐斯在美国的售价比同级车大概高了20％，但可获得美国联邦税务局税收减免2000美元的补贴，在日本，政府将补贴普锐斯高出其同级别车部分的四分之一。普锐斯是世界首款批量生产的、也是目前为止世界上最成熟的混合动力轿车。 1997年12月第一代丰田Prius投放市场，它是一种5座小型轿车。 2000年第二代丰田Prius推出，被美国“汽车工程国际”杂志评为“2001年世界设计最佳轿车”。

内部机械构造蓄电池氯氢化金属最大功率25千瓦额定电压274伏特蓄电池放在后排座与行李箱之间，通过把内部电流通路分为两处降低内电阻，实现了高性能和轻量化。当电量降低时，即使车辆处于停驶状态，发动机仍然驱动发电机给蓄电池充电，因此不需要外接电源充电。首次采用的无级变速系统通过无阶段地改变发动机转速、发电机及交流永磁式电动机转数（与车速成正比）来实现加速、减速和后退；通过采用了滚珠轴承和低摩擦机油，将摩擦消耗降低了30%左右。

发动机横向直列4缸16气门双顶置凸轮轴VVT-i电喷汽油机排量 1496毫升缸径×行程75.0×84.7（毫米）压缩比 13.0:1 发动机以1NZ—FXE为基础，采用混联的混合动力系统模式，高膨胀比循环和智能正时可变气门系统达到最佳，这样减小了摩擦带来的能量损失，提高了动力性能、燃油经济性，排放也达到了欧Ⅳ标准。动力控制单元通过采用可变电压系统，实现了最大500V的高电压，对蓄电池的直流电与驱动电动机和发电机的交流电进行最佳控制，使驱动电路被统一，实现能量电路小型化。

丰田凯美瑞混合动力系统概述

丰田混合动力系统-II（THS-II）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）技术，它结合了汽油发动机和电机两种动力源，通过并联或串联相结合的方式进行工作，以实现良好的动力性、经济型和低排放效果。2003年，丰田公司推出了第二代混合动力系统（THS-II）,该系统运用在凯美瑞和普锐斯等混合动力车型上。 2010款混合动力版凯美瑞使用丰田混合动力系统-II(THS-II)。该系统对3AZ-FXE发动机和P311混合动力传动桥（混合动力车辆传动桥总成）内的高转速、大功率电动桥-发电机组（MG1和MG2）执行最佳协同控制。P311混合动力传动桥（混合动力车辆传动桥总成）提供良好的传动性能。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244.8V，下文简称HV蓄电池）和可将系统工作电压升至最高电压（直流650V）的增压转换器组成的变压系统。 1、THS-II的优点（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650V）的增压转换器组成的变压系统。可在高压下驱动电动机-发电机1（MG1）和电动机-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3AZ-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。（1）良好的燃油经济性 THE-II通过优化MG2的内部结构获得高水平的再生动力，从而实现良好的燃油经济性。 THS-II车辆怠速运行时，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-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蓄电池在充电。（2）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，实现尾气的零排放。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。这样，发动机始终工作在燃烧效率良好的状态，有效降低了排放。 2、THS-II的特征（1） THS-II采用了可将系统工作电压升至最高电压（650V）的增压转换器和可以将直流电转换为交流电的逆变器组成的变压系统，为MG1和MG2提供系统电压。

丰田普锐斯用户手册PriusUserGuide

DRIVING (2) Just Drive It ! ............................. 2 Modes ......................................... 2 Eco-Meter .................................. 4 Energy Monitor .......................... 6 Consumption .............................. 8 Efficiency ................................. 10 Trip Info ................................... 11 Battery Info .............................. 12 Brake Assist ............................. 13 Tire Pressure ............................ 13 BUTTONS .. (14) Steering-Wheel ........................ 14 Voice ........................................ 16 Cruise ....................................... 16 Dimmer .................................... 16 Timer (PHV) ............................ 17 Cabin Air ................................. 17 Window Defog ......................... 18 Fan Options .............................. 18 Other Buttons ........................... 20 HELPFUL TIPS .. (21) Fuel Door ................................. 21 Rear Hatch . (21) Grille Blocking ........................ 22 OTHER . (23) External Cargo ......................... 23 Security .................................... 25 EDUCATION (26) Real-World Data ...................... 26 Operational Info ....................... 26 GLOSSARY .. (29) Disclaimer: All the information stated in this document was provided by Prius owners. None were affiliated with Toyota Motor Corporation, except as customers. This document is not sanctioned by Toyota Motor Corporation or any of its affiliates. The ideas, suggestions, and opinions offered in this document have not been endorsed by the manufacturer of those specific components or Toyota Motor Corporation. Any harm or damage that may result from the application of or the following of any ideas, suggestions, or opinions contained in this document is the sole responsibility of the individual that applied or followed said ideas, suggestions or opinions. The authors of this document hereby declare that they cannot and will not be held liable, in any fashion, for the content or the use of this document. Toyota Prius User-Guide Second Edition for the 2010-2012 models

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