丰田混合动力内部培训资料
丰田普锐斯培训资料-- PRIUS THSII
Refer to chart
THS II
-A -K -W -Q
THS II Operation • Vehicle Start off with engine starting – MG1 operates to start the engine
Driven
Refer to chart
THS II
MG2 Rotor (’04 PRIUS)
MG2 Rotor (’03 PRIUS)
THS II
-A -K -W -Q
MG (Motor Generator) • Specifications
– MG1
Item
’04 PRIUS
Type
Synchronous AC Motor
Function
Generator, Engine Starter
THS II
THS II Operation • Nomographic chart
– Vertical lines show rpm and direction of rotation for: ➢ Sun Gear ➢ Planetary Carrier ➢ Ring Gear
– Spaces between vertical lines show gear ratios
Refer to chart
THS II
-A -K -W -Q
THS II Operation • During Slight Acceleration with Engine
Click! Movie
Click! Movie
THS II
-A -K -W -Q
THS II Operation • During Full Throttle Acceleration – Electricity to MG2 is supplied by MG1 and HV battery
一汽丰田卡罗拉双擎大专题培训课件
用车好习惯 ③ - 高转速行车
双擎小博士提醒您：
起步尽量舒缓，让车辆起步时自动进入EV纯电动用合模适式档驱位动配。合油相门应适的中车，速猛，然发加动机速的要转比速匀在速2行00驶0-多 耗油1/32甚50至0转更/多分。钟较为合适。
减速/再生能源
当踩下制动或松开油门时， 车轮旋转带动电机发电，把 减速能量转换成电能，储存 在蓄电池中，为之后的驾驶 提供动力。
怠速停车
发动机、电动机及发电机 自动停止运转，避免浪费 能量，更减少尾气排放。 同时，更值得一提的是即 使处于停止状态，空调仍 可正常使用。 *在电池电量较少等特殊情 况下，无法实现发动机的 完全停止。
起步
起步时平稳迅速且车内听不 到启动的轰鸣声，此时电动 机处于单独工作状态，不会 产生任何油耗。
正常行驶
以发动机为主要动力源。根据行驶情况，发动机的部分能 量将分配给电动机。当发动机优先高效运转比驱动车辆所 需能量多时，剩余能量将通过发电机转换成电能，储存在 蓄电池中。
全力加速
电动机和发动机在高效协同 运转状态下工作，带来平稳 且迅猛的动力。
默认是电动模式，拥堵情况下是非常节油的。 如果猛然加速要比匀速行驶多耗油1/3甚至更多。
用车好习惯 ② - 轻抬油门
双擎小博士提醒您：
起步尽量舒缓，让车辆起步时自动进入EV纯电动车辆模在式行驱驶动加。速油过门程适中中，，当猛车速然达加到速预要想比车匀速速后行应驶轻多 耗油1/3轻甚抬至起更油多门。，使车辆达到匀速行驶的状态。
4 电子无级变速系统
将发动机动力分别传递至车轮和发电机，并通过无缝连接控制发 动机、双电机系统，带来顺畅的加速体验。
丰田混合动力内部技术培训课件
目录
单击此处添加文本 丰田混合动力的概述 丰田混合动力的组成 丰田混合动力的工作原理 丰田混合动力的优势与不足
丰田混合动力的发展趋势与未来展望
丰田混合动力的定义
丰田混合动力技 术是一种将内燃 机和电动机相结 合的驱动系统
内燃机和电动机 可以单独或同时 工作，以实现最 佳的燃油效率和 动力性能
丰田混合动力技 术可以降低油耗， 减少排放，提高 驾驶舒适性
丰田混合动力技 术已经广泛应用 于丰田的多款车 型，如普锐斯、 凯美瑞等
丰田混合动力的发展历程
添加标题
1997年，丰田推出全球首款混合动力汽车普锐斯
添加标题
2005年，丰田推出第三代普锐斯，增加了更多的安全配 置和舒适性配置
添加标题
2015年，丰田推出第五代普锐斯，采用了全新的TNGA 架构，提高了安全性和舒适性
混合动力模式工作原理
混合动力系统由内燃 机和电动机组成
内燃机负责提供动力， 电动机负责辅助动力
内燃机和电动机通过 控制系统协调工作
在低速行驶时，电动 机为主，内燃机为辅
在高速行驶时，内燃 机为主，电动机为辅
在制动时，电动机回 收能量，为电池充电
发动机模式工作原理
发动机模式：在车辆行驶过程中，发动机直接驱动车轮，提供动力 工作原理：当车辆需要加速或爬坡时，发动机会启动，提供足够的动力 优点：发动机模式可以提供强大的动力，满足车辆在各种路况下的行驶需求 缺点：在发动机模式下，车辆的燃油经济性较差，排放污染也较高
电动机控制器（MCU）：负责 控制电动机的转速和扭矩，实 现车辆的加速和减速
发动机控制器（ECU）：负责 控制发动机的点火和喷油，实 现发动机的高效运行
实训指导手册
第二部分实训指导手册项目一TOYOTA混合动力驱动系统及其控制认识一、实训目的与要求1、认识丰田混合动力系统动力传递过程。
2、认识丰田混合动力系统电子控制工作原理。
二、使用教具、仪器设备和工、量具1、丰田变速器维修常用工具。
2、丰田混合动力驱动系统解剖台架。
三、实训内容和步骤综合以往的混合动力驱动系统的优点，有很多方法可以组合电动机和变速器，而TOYOTA油电混合动力系统采用的是“混联式混合动力”。
该系统组合了我们在过去开发的“串联式混合动力系统”以及构造完全不同的“并联式混合动力系统”，是一个综合双方优点的理想系统。
TOYOTA油电混合动力系统采用的是“混联式混合动力”的同时，还利用最尖端的技术开发并改良了驱动系统、发电系统和控制系统，具有许多以往的传动系统所无法比拟的优点。
混联式混合动力是利用电动机和变速器来驱动车轮，并可用发电机来发电及自行充电。
混联式混合动力利用电动机和变速器这两个动力来驱动车轮，同时电动机在行驶当中还可以发电。
根据行驶条件的不同，可以仅靠电动机驱动力来行驶，或者利用变速器和电动机驱动行驶。
另外还安装有发电机，所以可以一边行驶，一边给Hv蓄电池充电。
基本结构由电动机、变速器、HV蓄电池、发电机、动力分离装置、电子控制单元(变压器、转换器)组成。
利用动力分离装置将变速器的动力分成两份，一部分用来直接驱动车轮，另一部分用来发电，给电动机供应电力和HV蓄电池充电。
电动机擅长从低速带开始发挥威力，而变速器则在高速带大显身手。
本系统通过理想地控制二者，可在所有条件下提供高效率的行驶。
TOYOTA油电混合动力系统中还采用了其它许多最尖端的技术，将驱动系统、发电系统、控制系统进行开发和改良，获得了众多以往的传动系所无法比拟的优点。
ECU是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。
为了实现安全、舒适、高效率行驶，TOYOTA油电混合动力系统采用EUC实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速的综合控制。
任务二、丰田混合动力系统教案
任务引入2008年9月的一天，深圳市木子林清楚养护中心，拖来了一辆“不能启动”的丰田普锐斯，小张打开前机盖，很惊讶的叫起来：好奇怪呀、这个车的起动机怎么找不到？蓄电池也没有看到?师傅马上来了，告诉他不要动，有高压电...知识链接一、丰田混合动力车系收集资料：利用网络（电脑或者手机）收集丰田混合动力车系资料。
二、丰田混合动力系统组成市场上丰田混合动力汽车常见有凯美瑞、普锐斯、卡罗拉等，其动力系统大同小异，混合动力系统主要由阿特金森循环发动机总成、混合动力驱动桥总成、HV电池组件、变频器总成、HV 控制系统以及动力电缆等组成，其实物布置。
（1）阿特金森循环发动机总成发动机是油电混合动力系统的其中一个动力源，在动力管理控制ECU的控制下，对发动机进行控制，产生与发动机动力目标值相符合的输出功率与扭矩。
发动机产生的机械能一部分直接用于驱动车辆，另一部分转换成电能，给高压蓄电池充电，或驱动2号马达发电机。
（2）混合动力驱动桥总成混合动力驱动桥总成主要有两台电动车组成。
以卡罗拉为例，如图4-41所示，左侧为MG1电机、右侧为MG2电机。
混合动力驱动桥主要由发电机MG1、MG2和复合式动力分配行星组件三部分组成。
（3）HV电池组件采用高功率镍氢电池，如图4-42所示，可为电动机和发电机提供最佳电力，减少电池的无效区，其设置冷却系，对冷却系统进出口和风扇进行了小型化设计，减轻车身重量，扩大后备箱空间。
（4）变频器总成变频器总成位于发动机舱中，作为混合动力系统实现电能转换的控制机构，用于电动机、发电机、空调压缩机及辅助电池供电。
二、实训一：HV电池组件整体拆解第一步：关闭点火钥匙，打开车门，按下后备箱开关，具体操作如图4-44所示。
图4-44 HV电池组件取出准备第二步：打开后备箱，取下隔存垫，具体操作如图4-45所示。
图4-45 HV电池组件取出准备第三步戴绝缘手套，具体操作如图4-46所示。
图4-46 戴绝缘手套第四步拆下检修塞，具体操作如图4-47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
21
（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
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3-2丰田混合动力系统主要部件
§3-2 丰田混合动力系统的主要部件教学回顾：1、丰田混合动力系统的技术特点。
2、丰田混合动力系统的主要组成。
学习目标：1、掌握丰田混合动力系统主要部件的组成2、掌握丰田混合动力系统主要部件工作原理引言：主要内容：一、电池系统电池系统由电流传感器、保险丝、服务插销、系统主继电器、电池控制模块ECU、电池通风温控系统构成。
在修理汽车时，为了确保安全，通过service plug（服务插销）人为地断开电路；当电池产生短路时，保险丝断开，以防止电子器件的损坏和车上发生火灾。
二、12V蓄电池12 伏蓄电池给汽车上的电器、控制器提供电源。
当蓄电池电压低时，由CON-VER TER(转换器) 把300 伏的直流电转换成低压直流电(12 伏)给蓄电池充电。
汽车在准备模式时，给12V 电池充电，车灯、后窗除霜器、EMPS(电子辅助动力系统) 和其它电子设备由CONVERTER 供电。
在ACC（自适应巡航系统）模式时，由34AH 蓄电池供电，可持续15 小时。
在key-off模式下，蓄电池有75mA 漏电电流，即使不用车，电池也只能持续大约两个星期。
三、混合动力传动桥丰田Prius所采用的混合驱动方式，它将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来。
Prius 采用行星齿轮作为变速机构，可以实现电机与发动机的动力分配和无极变速。
动力总成和传递机构主要由电机MG1、电机MG2、动力分配行星排、减速行星排、过渡齿轮、主减速器和差速器等组成。
1）组合齿轮单元结构在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，太阳轮与MG1相连，齿圈通过过渡齿轮与主减速器相连。
发动机输出的动力被分成用于驱动MG1发电的动力(电动力)和用于直接驱动车轮的动力(机械动力)两个部分。
在减速行星排中，行星架固定，太阳轮与MG2相连，齿圈与动力分配行星排的齿圈相连。
MG2的动力经过减速行星排减速增矩后，也通过过渡齿轮向主减速器输出。
2）高输出功率电动机Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG1、MG2是交流同步电动机。
卡罗拉双擎混合动力技术解析专题培训课件
三、混合动力蓄电池
现如今市场上可见的插电混合动力及EV纯电动车比比皆是，但消费者购买前需 先考虑充电桩问题，毕竟新能源在中国仅仅是起步阶段，基础建设不足（充电 桩建设不足），电池技术不成熟、续航里程不足、售价及维护成本高（更换电 池）等问题都影响着其在中国的发展速度。所以也会有很多人担心科罗拉双擎 在使用的过程中，会出现电力不足的情况，实际上这种担心是没有必要的，因 为卡罗拉双擎是不用外插电源来充电的，因为混合动力系统会在车辆自身行驶 过程中完成充电，当踩下制动和松开油门时，动力回收系统把减速能量转换成 电能，存储在蓄电池中，为之后的驾驶提供动力。
1997年丰田双擎混合动 力技术首次运用在第一 代普锐斯上，这款技术 至今已历经近二十年的 发展与完善，卡罗拉双 擎的出现，将这套先进 成熟的混合动力技术与 全球累计销量最高的车 型相结合，给人们带来 了新的购车选择。鉴于 大家对卡罗拉双擎混合 动力技术的疑问，本文 对卡罗拉双擎的混合动 力技术进行初步解析。
混合动力的蓄电池采用的是高效镍氢电池，电池的可靠性经过近20年市场检验，通过“浅充电、 多循环”等合理化的充放电方案的设定使得电池寿命得以延长，避免了电池遭受深度充放电的 使用状况而造成衰减，从而实现了电池寿命与车的寿命等长，一般是终身不用更换电池，电池 也不需要额外的保养的。
混合动力电池安放的 位置是车上安全的部 位，排风系统会始终 保证电池处在允许的 环境温度下，另外， 一旦发生碰撞，传感 器会主动切断电池的 输出，从而确保人车 安全。电池端的输出 经过PCU后最终被升 压超过600伏特，也 让搭载更大功率的电 机成为可能。
二、E-CVT电子无极变速系统
混合动力系统的动力输出及转换，主要由1.8L阿特金森循环发动机和双电 机系统通过E-CVT电子无极变速系统来完成，动力系统的主控单元为PCU。 E-CVT比传统CVT结构更为简洁，带来顺畅的加速体验。 正是这样的组合造就了卡罗拉双擎4.2L/100km不俗的油耗及3.1s的2050km中段加速表现。目前这也是世界上最为先进且成熟的混合动力系统。
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13
• 系统电路
THS ECU
变频器总成
MG ECU
变频器总成
HV电池
增压 转换器
•IPM (IGBT) •反应器
变频器
•IPM (IGBT)
MG1 MG2
至DC-DC转换 至A/C 变频器 器
14
• 系统图
高电压线束
增压 转换器
Max. DC 650 V
MG1 变频器
带转换器的变频器总成
DC 244.8 V
油泵 (机械型)
主减速 驱动齿轮 中间轴齿轮
P410 混合动力传动桥
传动桥 减震器 MG1
主减速 从动齿轮
差速器小齿轮 10
混合动力传动桥
MG1电机
行星齿轮机构
MG2电机
11
混合动力传器总成
HV电池 (DC 244.8 V)
带转换器的变频器总成
电池模块
SMR
DC 244.8 V
• HV电池 (电池模块) • 6 单元 (7.2 V) x 34 模块= DC 244.8 V
34 电池模块
电池模块 (6 cell = 7.2 V)
单元 (1.2 V)
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
34 电池模块
HV接线盒 总成
增压转换器 (DC 244.8 V DC 650 V [max.])
变频器 (DC AC)
for MG2
DC/DC 转换器 [辅助电池]
(DC 244.8 V DC 14 V)
for MG1
MG ECU
传动桥 MG2 MG1
带马达的压缩机 总成
辅助电池
动力管理控制 ECU(HV CPU)
5
什么是混合动力车辆?
• 混合动力系统的特点
– 4大功能
怠速 停止
EV 行驶
马达 辅助
制动 再生利用
6
二、混合动力系统的结构
凯美瑞混合动力车辆为混联式混合动力系统，具有串 联式和并联式系统的双重功能。 • 此系统具有两个马达发电机（MG1 和 MG2）。 MG1 利用发动机动力发电。 产生的电能用于为 HV 蓄电池充 电，和/或为 MG2 提供动力。
• 控制发动机以响应来自 HV ECU 的所需发动机输出功率。
防滑控制ECU
• 制动时要求 HV ECU 进行再生制动。 • 进行制动系统控制以实现如 ABS、TRC 和 VSC 的功能。
9
混合动力传动桥
• 概要 – 混合动力传动桥主要由下列组件构成
马达减速行星齿轮
MG2
动力分配行星齿轮
组合齿轮单元
服务插销 17
HV电池总成
电池温度传感器 电池温度传感器安 装在HV电池上部3 个部位
电池温度传感器
18
HV 蓄电池控制
HV 蓄电池控制 蓄电池 (HV) ECU 进行 [1] SOC 控制、[2] 蓄电池冷却风扇控制、 [3] 绝缘异常检测。
19
HV 蓄电池控制
20
HV电池总成
1）HV电池 (电池模块) – SOC (充电状况) 指示HV电池的充电状况
7
组件概述
下表介绍了各组件的主要功能。
组 传动桥 HV 蓄电池
件
功
能
动力分配行星 齿轮机构 MG2
MG1
HV 蓄电池 系统主 继电器 (SMR) 维修塞
• 切换和分配来自不同电源的速度、旋转方向和扭矩。 例如，其将发动机的动力分为 2 个路径。 其中一路分配 给车轮以驱动车辆，而另一路则分配给 MG1 以发电。 • 主要用于补充发动机动力以提高驾驶性能。 • 减速时，通过再生制动发电。 • 主要通过使用发动机输出的动力发电。 • 用作起动机以起动发动机。 • 存储 MG1 和 MG2 发的电。 • 驱动 MG1/MG2 时，为 PCU 提供电能。 • 根据来自 HV ECU 的信号连接或切断高压电源电路。
混合动力控制系统的诊断
客户服务部 技术科 技术室
2
目录
一、混合动力系统的概述 二、混合动力系统的结构 三、故障诊断分析 四、混合动力车辆的注意事项
3
一、混合动力系统的概述
什么是混合动力车辆？
4
一、混合动力系统的概述
什么是混合动力车辆？
减少二氧化碳的排放以防止全球变暖是一个全球性问题。 公司一直致力于混合动力车辆的研发并力求解决此问题， 以期获得常规车辆两倍的燃油经济性。 混合动力车辆结合使用两种能源（如发动机和电动马达）， 以利用各能源的优势，同时又弥补了其不足。从而实现高 效工作。 与现存的纯电力车辆不同，混合动力车辆不需要外部充电。 因此，也无需专门的设施用于混合动力车辆。
MG2 变频器
HV电池
DC-DC 转换器 For 辅助电 池
AC
AC 混合动力传动桥
DC 14 V 辅助电池
DC 244.8 V
带马达的压缩机总成(带 变频器) 15
• 组件
HV电池总成
HV电池 (电池模块)
电池智能单 元
HV电池冷却 风扇(无电刷)
HV 接线盒总成
服务插销连接器
16
HV电池总成
SOC的充电举例
充电过度范围 SOC控制上限
目标SOC
放电
SOC
SOC 控制下限 放电过度范围 时间
充电
21
HV电池总成
SOC* 控制 • HV 蓄电池经过反复的充电/放电循环，在加速过程中放电，在减速过 程中由再生制动充电。 • 蓄电池 (HV) ECU 始终根据计算出的充电/放电级进行充电/放电控制， 以使 SOC 保持接近目标水平。 （请参见下面的示例。） • SOC 的控制目标值约为 60%。 最大值约为 80%（通常控制上限约为 75%），最小值约为 20%（通常控制下限约为 30%）。
• 拆下维修塞把手即切断 HV 蓄电池的高压电源电路。
8
组件
功
能
各逆变器
动力控 制单元 (PCU)
增压转换器
DC-DC 转换器
• 将来自增压转换器的直流电转换为三相交流电以驱动 MG1 和 MG2。 • 相反地，将来自 MG1 和 MG2 的交流电转换为直流电。
• 将 HV 蓄电池的电压从 244.8 V 增大至 650 V（最大）。 • 降低 MG1 和 MG2 发电的电压以为 HV 蓄电池充电。
• 将 244.8 V 直流电降为 14 V 直流电以为辅助蓄电池充电 ，并为辅助系统提供动力。（相当于常规车辆的交流发电机的 功能。）
控制 ECU
HV ECU
蓄电池 ECU ECM / 发动机 ECU
• 存储 MG1 和 MG2 发的电。 • 驱动 MG1/MG2 时，为 PCU 提供电能。
• 检测 HV 蓄电池的温度、电压和电流，然后将此信息传输至 HV ECU。 • 检测到车辆高压电路绝缘电阻降低。