Prius混合动力系统分析
普锐斯驱动电机工作原理
普锐斯驱动电机工作原理普锐斯是一款混合动力汽车,其驱动电机是其核心部件之一。
驱动电机的工作原理涉及到电力系统、传动系统和控制系统等多个方面。
下面将详细介绍普锐斯驱动电机的工作原理。
一、混合动力系统概述混合动力系统是指同时使用内燃机和电动机来驱动汽车的一种技术,可以充分发挥两者的优势,提高燃油经济性和减少尾气排放。
普锐斯采用了串联式混合动力系统,即内燃机通过发电机来为电池充电,并由电池供给电动机驱动车辆。
二、驱动电机结构普锐斯的驱动电机由交流同步电机组成,包括定子和转子两部分。
定子是固定在车身上的部件,而转子则与车轮相连。
定子上有三组线圈,称为U相、V相和W相。
转子上有永磁体,当定子通以交流电时,会在转子上产生旋转磁场。
三、功率转换过程1. 供能模式:当油门踏板踩下时,内燃机开始工作,通过曲轴带动发电机发电。
发电机将电能转化为直流电并存储在高压电池中。
2. 启动模式:当驾驶员踏下刹车踏板时,内燃机停止运转,同时驱动电机开始工作。
此时,高压电池将储存的直流电转化为交流电,并供给给驱动电机。
3. 加速模式:当驾驶员需要加速时,内燃机重新启动,并通过发电机为高压电池充电。
同时,高压电池继续向驱动电机供能。
4. 减速模式:当减速或刹车时,内燃机停止工作,而驱动电机变为发动机制动器。
此时,通过刹车能量回收系统将制动能量转化为电能并储存在高压电池中。
四、控制系统普锐斯的控制系统主要包括混合动力控制单元(HCU)和功率分配装置(PPD)。
HCU负责监测和控制整个混合动力系统的运行状态,并根据不同的工况要求来调节内燃机和驱动电机之间的功率分配比例。
PPD则根据HCU的指令,将电能从高压电池分配给驱动电机,同时将发动机产生的动力通过传动系统传递给车轮。
五、驱动电机工作原理1. 定子线圈通电:当HCU发送指令时,高压电池会向定子线圈供电。
定子线圈通以交流电后,会在转子上产生旋转磁场。
2. 转子受力旋转:由于转子上有永磁体,当定子线圈通以交流电时,会在转子上产生的旋转磁场与永磁体相互作用,从而使得转子受到力的作用而旋转起来。
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prius的结构原理
丰田prius的结构原理丰田Prius是一款混合动力车型,它采用了独特的结构原理来实现高效节能。
1. 燃油发动机:丰田Prius搭载了一台内燃机,通常为汽油发动机。
燃油发动机负责为车辆提供动力,并通过驱动轴将动力传输到车轮上。
2. 电动机发电机:丰田Prius还搭载了一台电动机发电机,通常称为MG1(Motor Generator 1)。
这个电动机发电机的主要作用是通过利用发动机的动力产生电能,将电能储存到高压镍氢电池中,并为电动马达(MG2)提供电力。
3. 电动马达:丰田Prius还搭载了一台电动马达,通常称为MG2(Motor Generator 2)。
这个电动马达的主要作用是将储存于高压镍氢电池中的电能转化为动力输出,驱动车辆前轮。
4. 变速器:丰田Prius采用一种称为电力分配装置(Power Split Device)的变速器。
这个变速器能够通过控制发动机和电动马达的速度比例,提供不同的动力输出方式。
例如,在低速行驶时,电动马达可以单独提供动力,而高速行驶时,发动机和电动马达可以同时提供动力。
5. 高压镍氢电池:丰田Prius使用高压镍氢电池来存储和供应电能。
这种电池可以通过发动机发电、动能回收系统和插电式充电(部分车型)来获得充电。
高压镍氢电池可以为电动马达提供电力,并为车辆的辅助系统供电。
6. 控制系统:丰田Prius采用一套复杂的控制系统来监测并协调燃油发动机、电动马达和高压镍氢电池之间的动力分配和能量流动。
这个控制系统能够根据行驶条件和驾驶需求实时调整不同部件的使用比例,以实现最佳的动力性能和燃油效率。
通过以上的结构原理,丰田Prius能够实现燃油发动机和电动机的协同工作,最大限度地提高能源利用效率,减少油耗和尾气排放。
这使得丰田Prius成为一款环保节能的汽车。
Prius混合动力系统分析
( 玉 争 )
收稿 日期 : 0 7— 3—1 20 0 3
上海汽车
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维普资讯
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以上 后 , 动 机 开 始 喷 油 , 时 MG1进 入 发 电模 发 同 式 , 图 2所 示 , 如 如果 电池 的充 电需 求 为 零 , 发 则 动机在 运 行约 2S后停 机 。图 3为发 动 机 冷 起 动 时系统工作状 况。发 动机被 M 1 G 拖动 到 10 mn 20r i / 左右后 约 2S 才开始 工作 , 这实 际上 包含 了发 动机
发动 机起 动 分为 热 起 动 、 起 动 。热 机 状 态 冷 下, MG1 为 电 动 机 拖 动 发 动 机 达 到 10 / i 作 0 0 rm n
长/ 高( 宽/
mm)
4 1 × 6 5 4 1 19 4 5 12 3 0 19 30× 65 4 4 × 7 5
× 16 4 5 ×1 6 4 5 ×17 45
驱动电机最 大功率 (W) 3 / 90~ 3 f0 0~ 5 / 10 k 0 (4 3 / 14 0 ( 20~
( / n rmi ) 20 0 0) 50 6 0) 14 5 0)
驱动电机最 大转矩 ( m) N
(/ i ) rr n a
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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 。“ 一 五 ” 间 , 车零 部 十 期 汽
件 工业 要全 面 提 升 产 业 竞 争 力 , 能再 走 单 纯 靠 不
丰田prius的结构原理
丰田prius的结构原理丰田Prius是一款混合动力汽车,它采用了丰田独特的混合动力系统,主要由燃油发动机、电动机、电池组和控制单元等组成。
下面将详细介绍丰田Prius的结构原理。
首先,丰田Prius的动力系统由一台以汽油为燃料的发动机和一个电动机组成。
发动机是一台1.8升四缸发动机,它通过燃料燃烧产生动力,并驱动汽车前轮。
而电动机则是由电池组提供能量,通过电机控制器来控制电动机的工作。
这两个动力源可以单独或同时工作,根据驾驶条件和能源利用效率的需要进行自动切换。
其次,丰田Prius的电池组是由镍氢电池构成的。
这种电池具有高能量密度和较长的寿命,能够提供电动机所需的电能。
电池组一般安装在后排座椅下方的底盘内,这样可以使得车辆的重心更低,提高稳定性。
另外,丰田Prius还配备有能量回收系统。
当车辆制动时,发动机通过电机控制器变为发电机,将制动时产生的动能转化为电能,存储在电池组中。
这样一来,车辆制动时产生的能量得以有效回收利用,提高能源利用效率。
此外,丰田Prius还采用了一种称为CVT的无级变速器。
传统的汽车变速器有固定的档位,而CVT则可以实现无级变速,根据驾驶环境和驾驶者的需求实时调整传动比,使发动机在最佳工作效率下运行,提高燃油经济性。
在车辆行驶过程中,丰田Prius的控制单元通过传感器来监测和控制车辆状态。
这些传感器可以实时获取车辆的车速、路况、转向角度等参数,并根据这些参数调整发动机和电动机的输出功率,以及控制电池充放电过程,最大限度地提高能源利用效率。
此外,控制单元还根据驾驶模式选择最佳的动力来源,并根据驾驶者的需求进行自动调整。
最后值得一提的是,丰田Prius还采用了一些节能减阻措施。
例如,车身外形经过流线型设计,减少空气阻力;轻量化设计减少车辆整体重量;采用低滚动阻力的轮胎等。
这些措施都有助于减少能量损耗,提高燃油经济性。
总的来说,丰田Prius的混合动力系统通过优化发动机和电动机的配合工作,以及能量回收和节能措施的应用,实现了较高的燃油经济性和低排放。
(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。
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PRIUS混合动力传动系统分析与建模
第6期
丰田 PRIUS 混合动力传动系统分析与建模
31
文章编号 : 1004- 2539( 2010) 06- 0031- 05
丰田 PRIUS 混合动力传动系统分析与建模
赵晓静 武一民 王海霞
天津 300130)
( 河北工业大学 机械工程学院 ,
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、 电动 / 发电机和动力用蓄电池等各子系统模型 , 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
行星轮 A 点和 B 点的线速度应为其自转
速度和随行星架绕太阳轮公转速度的合成, 并且分别等 于太阳轮 A 点和齿圈 B 点的线速度, 即
cS cR pP = pP = sS rR
( 3) 太阳轮旋转 c、
由式 ( 3) 可知 , 行星架旋转角速度 角速度
!
和齿圈旋转角速度 c ( R + S) = sS + rR
1
丰田 PRIUS 混合动力传动系统概述
丰田 PRIUS 所 搭 载 的 油 电 混 合 动 力 系 统 THS
32
机械传动
2010 年
了实现 MG 2 小型轻量化和使系统更加紧凑 , 与前两代 PRIUS 传动系统相比 , 三轴结构采用行星齿轮机构作 为 MG 2 的减速机构 , 取代了原结构中的传动链和中间 齿轮 , 提升了薄型电动/ 发电机 MG 2 的转矩。
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
1.汽油发动机:丰田普锐斯搭载一台1.8升汽油发动机,用于提供传统的汽车动力。
2.电动机发电机:电动机发电机能够利用汽油发动机的动力来产生电力,并将其储存在电池组中。
3.电池组:电池组用于储存电能,由铅酸蓄电池或镍氢电池组成。
4.电动机:电动机是由电池组提供电能,用于提供额外的动力驱动汽车。
5.转变装置:转变装置包括变速器和力分配装置,用于确保汽车在不同工况下的动力转化和合理利用。
普锐斯在行驶过程中,根据驾驶条件和动力需要,会自动选择使用汽油发动机、电动机或者两者同时驱动。
以下是普锐斯在不同工况下的工作原理:
1.启动和低速行驶:
当车辆启动时,普锐斯会首先使用电池组中的电能来发动电动机,驱动车辆。
在低速行驶或停车等情况下,汽油发动机会关闭,全部动力都由电动机提供。
这样可以减少油耗和排放。
2.高速巡航:
在高速巡航过程中,当车辆需要更大的动力时,汽油发动机会启动并提供动力,同时电动机也会提供动力,两者协同工作。
变速器会根据车速和转速的不同调整传动比例,以提供最佳的动力输出效果。
3.减速和制动:
当车辆减速或制动时,电动机会变成发电机,利用惯性和制动时产生的能量来发电,并将电能储存到电池组中。
这样可以减少能源的浪费,并延长电池组的寿命。
总的来说,丰田普锐斯混合动力系统的工作原理就是根据驾驶条件和动力需求合理分配汽油发动机和电动机的工作任务,以实现最佳的燃油效率和减少排放。
通过优化动力系统的配合和能量的回收利用,普锐斯的燃油效率得到了显著提高,同时也符合环保要求。
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。
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
丰田普锐斯工作原理
丰田普锐斯工作原理丰田普锐斯是一款混合动力汽车,其工作原理主要包括电动机、燃油发动机以及电池组的配合工作。
下面我将详细介绍普锐斯的工作原理。
普锐斯是一款采用串联式混合动力系统的汽车。
串联式混合动力系统包括一个小型燃油发动机和一个电动机,二者共同驱动车辆。
与传统燃油车不同的是,普锐斯可以根据驾驶条件自动选择使用电动机、燃油发动机或者两者同时工作。
首先,我们来看普锐斯的电动机。
电动机主要使用电能来驱动车辆。
普锐斯内置了高压电池组,通过充电器可以将电池组充满。
当车辆启动时,电动机会首先工作。
在电动模式下,普锐斯只通过电动机驱动车辆,而不使用燃油发动机。
这样可以实现零排放的环保效果。
当电池组电量较低时,或者需要较大的动力输出时,普锐斯会自动切换到混合动力模式。
在混合动力模式下,电动机和燃油发动机会同时工作,以提供更大的动力输出。
燃油发动机主要负责给电池组充电,并且在车辆需要更高速度或者急加速时提供辅助动力。
普锐斯的燃油发动机采用了Atkinson循环,该循环可以提高燃油发动机的热效率,减少能量损失。
燃油发动机采用汽油作为燃料,并且可以根据驾驶条件的不同自动进行启停,以提高燃油经济性。
此外,燃油发动机还通过发电机的方式将多余的能量转化为电能,将电能储存到电池组中,以供电动机使用。
另外,普锐斯还拥有再生制动系统。
当车辆刹车时,通过再生制动系统可以将刹车过程中产生的能量转化为电能,储存在电池组中。
这样,不仅可以减少能量浪费,还可以增加电池组的储电量。
综上所述,丰田普锐斯的工作原理是通过电动机、燃油发动机及其配套的电池组共同工作。
电动机可以独立驱动车辆,实现零排放环保;而燃油发动机则负责给电池组充电,并在需要时提供辅助动力。
普锐斯还采用了再生制动系统,将刹车过程中产生的能量转化为电能进行储存。
通过这种混合动力系统的设计,普锐斯既具备了环保的特点,又可提供较好的动力性能和燃油经济性。
丰田Prius混合动力电动汽车介绍论文
新能源结业论文设计成员:摘要混合动力在中国将进入一个崭新的时机。
丰田和本田正在跃跃欲试将混动国产化,混动将跨入一个快速发展的阶段。
另外随着混动的发展,各家都在发展插电式,其实就是通过外置电源直接对汽车内置电池进行充电,对于短途代步有很大的帮助。
混合动力是燃油向电动过渡的一个方面,其中发动机、电池、电动机,任何一个动力驱动方式都可以单独发展。
偏重电池发展,厂家便可以制作纯电动;偏重电动机发展,厂商可以制作混合动力、高功率性能车型。
关键词:混合动力;新技术;政策Abstract:Hybrid in China will enter a new time. Toyota and Honda are hybrid localization will itch for a try, hybrid will enter a stage of rapid development. Also with the development of hybrid, each in the development of plug-in, in fact, is a external power supply directly to the car built-in battery charging, for short distance transport is of great help.Hybrid is one aspect of the transition from the fuel to the electric power. The engine, battery, electric motor, any power driven way can be developed independently. Emphasis on battery development, manufacturers can produce pure electric; emphasis on the development of electric motors, manufacturers can produce hybrid, high power performance models.Keywords: hybrid power; new technology; policy丰田Prius混合动力电动汽车目录前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1汽车概况外观视图前部视图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 后部视图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 侧视图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 内部视图中控台. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 内饰. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6汽车功能操作行驶前智能钥匙. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 启动. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 档位. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 方向盘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 行驶中安全系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 娱乐系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 空调. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 仪表盘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 电子控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8汽车硬件简介THS(混合动力系统). . . . . . . . . . . . . . . . . 8 电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 电机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 发动机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 变频器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 传动桥. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 变速箱. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16前言随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。
丰田Prius混合动力汽车制动控制系统
2、电子制动力分配(EBD)控制电子制动力分配(EBD)控制包括以下两个方面:一是在制动时根据行驶条件在前后轮间分配合适的制动力.二是在转向时控制左右车轮的制动力,以保持车辆平稳行驶。
2.1前后轮制动力分配(直线制动)如果车辆直线行驶时制动.后轮的载荷会减小,前轮的载荷增大。
速度传感器将检测到的这种情况以电信号的形式传给制动防滑控制Ecu.Ecu控制制动执行器调节后轮制动力的分配.达到最优控制。
例如:当车辆载荷不同、制动减速度不同时.后轮制动力的大小也不同.通过EBD对制动力进行合理的分配达到最优。
2.2左右轮制动力分配(转向制动)如果车辆转向行驶时制动,内侧车轮的载荷减小,外侧车轮的载荷增大。
速度传感器将检测到的这种情况以电信号的形式传给制动防滑控制Ecu,Ecu控制制动执行器调节内侧车轮和外侧车轮的制动力分配.达到最优控制。
3、制动助力系统制动助力系统有两个功能:一是紧急制动时.如果制动踏板力不足,可以增大制动力;二是当需要强大的制动力时.增大制动力。
3.1紧急制动时紧急制动情况下,驾驶员往往会惊慌失措而不能用力踩制动踏板。
根据总泵压力传感器和制动踏板行程传感器的信号,制动防滑控制Ecu计算制动踏板作用的速度和程度.然后判定驾驶员紧急制动的意图。
如果Ecu判定驾驶员确实想紧急制动.则系统就会启动制动执行器来增大制动液压。
也就是说,制动助力系统将急踩制动踏板视为紧急制动,此时,如果驾驶员踩制动踏板的力不足,系统也会产生制动力。
3.2满载制动时车辆满载时.即使不提供快速制动.也需要很强的制动力。
因此,也要使用制动助力系统。
4、车辆稳定性控制系统(Vsc+)车辆稳定·性控制系统(Vsc+)有两个功能:一是可以防止转向时前轮或后轮急速滑动产生的车辆侧滑;二是和EPsEcu一起进行联合控制,以便根据车辆的行驶条件提供助力转向。
4.1阻止前后轮滑动当车轮侧向力大于车轮横向附着力时就会产生侧滑,如图5所示为前轮有滑动趋势和后轮有滑动趋势的情况。
普锐斯混合动力汽车结构
怠速时 低负荷 正常行驶 大负荷
减速
停车
发动机
发动机运
发动机 运转-> 发动机 转、工况 发动机运 发动机运
消耗
运转->
变化频 繁->
转、大油 转-> 门->
运转->
+
燃油 排放
消耗 燃油
消耗燃油 增多 排放尾气 恶化
消耗燃油 增多 排放尾气 恶化
消耗燃油
消耗燃油 排放尾气 排放尾气
尾气
排放
升功率不 升功率下
1.5丰田普锐斯Prius性能特点
传统车型
+
发动机
变速器
混合动力汽 车
发动机
电动机 传动桥
变频 转换器
HV蓄电池
怠速时
发动机运转->
消耗燃油
+
排放尾气
发动机停机-> 不消耗燃油
不排放尾气
怠速时
低负荷行驶
发动机 发动机运转->
运转->
消耗燃油
消耗
排放尾气
燃油
+ 排放 尾气
发动机 停机->
不消耗 燃油
一般行驶时能量传递图
1.5丰田普锐斯Prius工作性能
一般行驶时/剩余能量充电:
混合动力系统将剩余能量用于HV电池充电。 因为普锐斯混合动力系统在高速运转时是采用发动 机来驱动,而发动机有时会产生多余的能量。这时多余 的能量由发电机转换为电力,储存在HV电池中。
一般行驶时/剩余能量充电能量传递图
不排放 尾气
发动机最佳工Leabharlann 下 运转、同时给蓄电池充电-> 燃油消耗稳定 尾气得以改善 储备剩余能量
普锐斯的混合动力原理
普锐斯的混合动力原理
普锐斯是一款由丰田汽车公司生产的混合动力汽车。
混合动力原理是指通过结合内燃机和电动机的运行方式,以实现更高效的燃油利用和降低尾气排放的目标。
普锐斯的混合动力系统由以下几个主要组成部分构成:
1. 内燃机:普锐斯搭载的是汽油内燃机,通常是一个小型的、高效的汽油发动机。
这个发动机主要负责为电动机充电和提供额外的动力。
2. 电动机/发电机:普锐斯还搭载了一个电动机,它能够通过电池供电提供动力,也可以在行驶过程中充当发电机,将制动能量转化为电能储存到电池中。
3. 变速器:普锐斯的混合动力系统使用了一种称为“电子无级变速器”的装置。
这种变速器可以根据驾驶条件自动调整内燃机和电动机的功率输出,以实现最佳的燃油经济性。
4. 电池组:普锐斯使用了一组高压镍氢电池来储存电能,以供电动机使用。
这些电池通过内燃机和制动能量回收系统进行充电。
在普锐斯的行驶过程中,根据驾驶条件和车速,混合动力系统会自动切换内燃机和电动机的工作方式,以达到最佳的燃油经济性和尾气排放。
在低速行驶和起步时,电动机可以独立提供动力,减少内燃机的使用,从而降低燃油消耗和排放;
而在高速行驶时,内燃机和电动机可以协同工作,提供更强的动力输出。
总的来说,普锐斯的混合动力原理通过充分利用电动机和内燃机的优势,实现了更高的燃油效率和更低的尾气排放,是一种环保和经济的汽车动力系统。
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( 1) 若 Pch_req = 0, 车辆开始滑行后发动机立 即停止喷油 。滑行过程中始终存在 PMG2 + PMG1 = PB _ch_a。若初始车速较高 ,为了防止 M G1逆向旋转 超速 ,必须进行 M G1转速控制 。
nMG2 > 7000 / i + 1000 时 , M G1 转速保持恒定 ; 6000 / i < nMG2 < 7000 / i + 1000 时 , ne = 1000 r /m in, nMG1 = ( i + 1) 1000 - inMG2 ; nMG2 ≤6000 / i时 , ne = 0, M G1随动 。
(8)
Te = 9550Pe / ne
(9)
4. 3 制动能量回收
车辆滑行时 ,车辆驱动功率需求为零 ,系统的
工作状况与制动类似 ,因此将滑行时的控制模式也归 于制动能量回收。经试验观察 ,车速低于 15 km / h
后 ,电机不进行能量回收 ,即 PMG1 = PMG2 = 0。 4. 3. 1 D 档滑行
当选档杆位于“P”时 ,系统进行发动机 On /Off 判断 ,此时若 Pch_req = 0,且发动机冷却液大于 70 ℃ 时 (三效催化转化器温度也要达到一定值 ,试验中 未测量 ) ,发动机 Off,否则发动机必须起动 。 4. 2 驱动工况下的发动机工作点控制
发动机工作点主要根据 、 、 个 3 P P P v_req ch_req B _a 参数确定 。
图 2 发动机热起动过程
图 1 Prius混合动力系统结构示意图
发动机输出的转矩一部分通过太阳轮作用在
M G1上 ,一部分作用在齿圈上 ,且存在 :
TM G1
=
1
1 +
i·Te
,
Tr
=
1
i +
i·Te
(2)
其中 : i = zring / zsun
3 不同工况下混合动力系统工作状 况
为了便于对混合动力系统的控制策略研究分析 , 按照起动 、起步和加速 、匀速 、滑行 、制动等工况对 车辆进行试验 ,获得各动力部件的工作状况 。 3. 1 发动机起动
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 , M G1 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 M G2一直进行能量回收 。车速较高时 ,为了防止
图 7 100 km / h初速 B档制动
车辆驱动功率需求可按图 9计算 。车辆可提 供最大转矩 ,即车辆的转矩外特性 ,包括发动机的 外特性和电池发电时的外特性 。车辆的制动功率 需求计算类似 。
图 9 车辆驱动功率需求
·6·
( 1) D 档 ,且 0 < Pv_req ≤PB _a时 ,若发动机已经 达到暖机状态 ,则车辆以纯电动方式运行 ,此时发
收稿日期 : 2007 - 03 - 13
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 。
(玉 争 )
上海汽车 2007105
·3·
新能源汽车
表 1 P riu s主要参数
长 /宽 /高 (mm )
整备质量 ( kg) 发动机最大功率 ( kW )
( r/m in) 发动机最大转矩 (Nm )
( r/m in) 驱动电机最大功率 ( kW )
Prius1997 Prius2001 Prius2004 4310 ×1695 4310 ×1695 4445 ×1725
4 控制策略分析
整车 ECU 采集多个信号进行判断 ,决定系统 的工作模式 ,系统将驾驶员的输入作为一级指令 , 图 8所示为控制系统参数 。
影响整车控制策略的参数主要包括车辆的驱
上海汽车 2007105
·5·
新能源汽车
图 8 整车 ECU控制系统参数
动功率需求 Pv_req、驱动转矩需求 Tv_req、车辆制动功 率需求 Pbrake_req、电池充电功率需求 Pch_req、可供电 功率 PB _a及可充电功率 。 PB _ch_a
·4·
图 3 发动机冷起动过程
3. 2 车辆起步 车辆起步时 ,发动机静止 ,由 M G2 拖动车辆 ,
M G1随动 ,当功率需求达到一定值时 ,M G1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 。 3. 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 , M G2 电流迅速增 加 ,拖动车辆加速 ,M G1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 M G2 的助力 作用 ,发动机的喷油脉宽不存在瞬间增加的情况 , 而 M G1一直作为发电机 。
图 6 60 km / h初速滑行
图 5 120 km / h匀速工况
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 , M G2 拖动车辆 , M G1 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 。 3. 5 滑行和制动
A版
新能源汽车
P riu s 混合动力系统分析
李建如 (上汽股份汽有限公司技术中心 ) 孙 芳 (哈尔滨工业大学 )
【摘要 】 介绍 Prius混合动力系统的结构 ,按照传统工况对车辆进行了试验 ,并由此对混合动力系统的
控制策略进行了分析 。
【主题词 】 混合动力 汽车 分析
1 P rius简介
M G1逆向旋转超速 ,必须对 M G1 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/m in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 ,M G1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/m in,车速降到 15 km / h时 ,发动机停转 , 不再恢复喷油 。
Prius采用混联式的机械结构 ,包括 2个电机 ,
即 M G1和 MG2,M G1主要用于调速 , M G2 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 ,
M G1和太阳轮相连 ,M G2连接在齿圈上 ,齿圈再通
( 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
发动机起动分为热起动 、冷起动 。热机状态 下 ,M G1作为电动机拖动发动机达到 1000 r/m in 以上后 ,发动机开始喷油 ,同时 M G1 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/m in 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 。
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 :
nM G1 + inMG2 = ( 1 + i) ·ne
(1)
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
对于瞬态工况 ,系统根据加速踏板的深度和
变化率确定车辆的功率需求 。
发动机目标功率 :
Pe = Pv_req - PB _a
(7)
M G1和 M G2的控制与稳态工况类似 。
车辆驱动时为了防止 M G1 超速 , 被限制 在 6000 r/m in,此时发动机转速 :
ne = i / ( i + 1) nMG2 + 6000 / ( i + 1)
×1465
×1465
×147543 /4000 52 /4500 57 /5000
102 /4000 111 /4200 115 /4200 30 / ( 940~ 33 / ( 1040~ 50 / ( 1200~
( r/m in) 驱动电机最大转矩 (Nm )
2000 ) 305 /
5600 ) 350 /
1540) 400 /
( r/m in)
( 0~940) ( 0~400) ( 0~1200)