丰田混合动力系统THS的主要部件电机与电池PPT课件
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丰田混合动力系统THS的主要部件电机与电池
混合动力汽车检修
----THS的主要部件电机、变频器与电池
主讲：韦峰
THS的主要部件电机、变频器与电池
THSⅡ
THS系统框图
P(档换r位档iu传, s选感系择器) 统框图
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
Arms 最大转速 冷却系统
’04 PRIUS 同步交流电动机 发电机, 发动机的起动
机 AC 500
37.8 (51) / 9500
45 (4.58) / 0 – 6000
75 10,000 rpm
水冷
MG2
类型 功能
项目
’04 PRIUS 同步交流电动机
发电、驱动车轮
额定电压
V
最大输出功率 kW (PS) / rpm
椭圆型转子与MG的永磁转子相 连接，同步转动。椭圆型转子 外圆曲线代表着永磁转子磁极 位置。定子包括1个励磁线圈和 2个检测线圈，2个检测线圈S和 C轴线在空间坐标上正交，HV ECU按预定频率的交流电流输 入励磁线圈A，随着椭圆型转 子的旋转，转子和定子间的间 隙发生变化，就会在检测线圈S 和C上感应出相位差90°正弦、 余弦感 应电流，HV ECU根据 检测线圈S和C感应电流的波形 相位和幅值，以及波形的脉冲 次数，计算出MG1和MG2永磁 转子的磁极位置和转速值信号， 作为HV ECU对电机MG1、 MG2矢量控制的基础信号。
转子采用稀土永磁材料作 为永磁铁，安装在转子铁 芯内部（内埋式永磁转 子）。
转子内的永磁铁为“V”形， 有效集中了磁通量，提高 电机的扭矩。
----THS的主要部件电机、变频器与电池
主讲：韦峰
THS的主要部件电机、变频器与电池
THSⅡ
THS系统框图
P(档换r位档iu传, s选感系择器) 统框图
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
Arms 最大转速 冷却系统
’04 PRIUS 同步交流电动机 发电机, 发动机的起动
机 AC 500
37.8 (51) / 9500
45 (4.58) / 0 – 6000
75 10,000 rpm
水冷
MG2
类型 功能
项目
’04 PRIUS 同步交流电动机
发电、驱动车轮
额定电压
V
最大输出功率 kW (PS) / rpm
椭圆型转子与MG的永磁转子相 连接，同步转动。椭圆型转子 外圆曲线代表着永磁转子磁极 位置。定子包括1个励磁线圈和 2个检测线圈，2个检测线圈S和 C轴线在空间坐标上正交，HV ECU按预定频率的交流电流输 入励磁线圈A，随着椭圆型转 子的旋转，转子和定子间的间 隙发生变化，就会在检测线圈S 和C上感应出相位差90°正弦、 余弦感 应电流，HV ECU根据 检测线圈S和C感应电流的波形 相位和幅值，以及波形的脉冲 次数，计算出MG1和MG2永磁 转子的磁极位置和转速值信号， 作为HV ECU对电机MG1、 MG2矢量控制的基础信号。
转子采用稀土永磁材料作 为永磁铁，安装在转子铁 芯内部（内埋式永磁转 子）。
转子内的永磁铁为“V”形， 有效集中了磁通量，提高 电机的扭矩。
丰田THS混合动力系统组成及其维修培训
5
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
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
普锐斯混合动力汽车丰田THS结构.ppt
丰田混合动力系统THS
► 混合动力汽车结构
▪ 动力系统
► 发动机 ► 电机
▪ 发电机MG1 ▪ 驱动电机MG2
Байду номын сангаас► 变速驱动桥
▪ 行星齿轮组 ▪ 传动系统
► 电池
▪ 动力控制系统
MG2 (AC 500V)
丰田混合动力系统THS
► 混合动力汽车结构
▪ 动力系统 ▪ 动力控制系统
► 变频器总成
▪ 增压转换器 ▪ DC/DC转换器 ▪ 空调变频器
▪ ②DC/DC转换器：将最高电压从DC 201.6V降到DC 12V 为车身电气组件供电以及为备用蓄电池再次充电(DC 12V)。
▪ ③空调变频器：将HV蓄电池的额定电压DC 201.6V转换 为AC 201.6V为空调系统中电动变频压缩机供电。
► (4)HV ECU
▪ 接收每个传感器及ECU(发动机ECU、蓄电池ECU、制动 防滑控制ECU和EPS ECU)的信息，根据此信息计算所需 的扭矩和输出功率。HV ECU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。
► HV ECU ► 发动机ECU ► 蓄电池ECU ► 制动防滑控制ECU ► 加速踏板传感器 ► 档位传感器 ► SMR系统主继电器 ► 断路器传感器
►THS的组成：
▪ (1)HV变速驱动桥：
▪ 混合动力车辆(HV)变速驱动桥由发电机(MGl)、 电动机(MG2)和行星齿轮组组成。
►①发电机(MGl)：发电机(MGl)由发动机带动旋转产 生高压电以操作电动机(MG2)或为HV蓄电池充电。同 时，它还可以作为启动机启动发动机。
►(8)加速踏板位置传感器：
▪ 将加速踏板角度转换为电信号并输出到HV ECU。
丰田混合动力系统THS的主要部件发动机讲诉课件
发动机热管理技术
温度控制
发动机热管理技术通过对发动机冷却系统和润滑系统的精确控制，实现发动机温度的稳定控制，保证发动机在最佳温 度下工作。
降低磨损
采用热管理技术的发动机能够有效降低发动机各部件的磨损，延长发动机寿命。
提高性能
通过优化发动机温度，热管理技术能够提高发动机的动力输出和燃油经济性，同时降低尾气排放。
THS系统在丰田车型中的应用
普锐斯：作为丰田首款混合动力车型，普锐斯成功运用THS系统，实现低油耗与低 排放。
凯美瑞双擎：在国内市场，凯美瑞双擎搭载THS系统，为消费者带来更加环保、高 效的驾驶体验。
以上内容只是对丰田混合动力系统THS的初步概述。在实际应用中，THS系统的性 能、工作原理等方面还有诸多细节值得深入探讨。
与电池的协同
发动机与电池组协同工作，当发动机产生的能量超过车辆需求时，多余的能量可以储存到 电池组中；而在发动机产生的能量不足时，电池组可以提供额外的能量以满足车辆需求。
与控制系统的协同
发动机的运行状态受到混合动力系统控制单元的精确控制，以实现最佳的燃油经济性和动 力性能。控制系统根据车辆行驶状态、驾驶员需求等因素实时调整发动机的运行参数。
05
THS系统发动机维护与故障诊 断
发动机的日常维护与保养
机油更换
定期更换机油，保持机油清洁 ，以确保发动机正常运行和延
长发动机寿命。
空气滤清器更换
定期检查和更换空气滤清器， 防止空气中的杂质和颗粒物进 入发动机，保证发动机呼吸畅 通。
火花塞更换
按要求定期更换火花塞，保证 发动机点火效果，提高燃烧效 率。
03
发动机关键技术解析
阿特金森循环技术
1 2
高效能
凯美瑞混合动力(THS II)
内容
变频器
HV 电池
6 组)
SMR DC-DC转换器 辅助电池 THS ECU
•SMRP(预充电SMR)变为半导体型继电器 •SMRP和电阻集成在DC-DC转换器里 •SMRP和电阻连接在负极
•在HV •空冷
电池的前面 (变频器总成分开)
•在行李箱里面 •密封型 •内置温度传感器
•在发动机仓
(带防水插头)
for Technician
THS II
发动机
Chassis
Body Electrical
服务要点 (HV电池)
拆卸步骤 (临时的)
图片: GS450h
5. 拆卸HV电池 Notice: 为了避免对行李箱造成损坏，用纸皮 铺在行李箱内
Model Outline
for Technician
THS II
SMR (系统主继电器)
概述 – SMRP和电阻集成在DC-DC转换器内
SMRG
SMRB HV电池 SMRP与 电阻
连接器座总成
DC-DC转换器
Model Outline
for Technician
THS II
发动机
Chassis
Body Electrical
SMR (系统主继电器)
系统电路
+ SMRB
Model Outline
for Technician
THS II
发动机
Chassis
Body Electrical
变频器总成
安全注意事项 – 在拔出服务插销后等待10分钟或更长时间让高电压电容放电
高电压电容
放电
Electricity
0V
服务插销拔出
第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)
1-发动机(汽油机) 2-发电机 3-电动机 4-高压电池 5-驱动电池用逆变器 6-空调用逆变器 7- 升压电 路 8-12V充电用DC/DC 9-辅助电源 10-汽油箱 11-差速器 12-空气压缩机电机 13 发动机用冷却器 14-逆变器用冷却器 15-冷凝器(制冷剂用) 16-散热器 17-蒸发器 18 空调单元
(4)发动机和电动机并联加速起步 当汽车需要大转矩或急加速起步前进时，发动机和电动机同时参与工作。此时燃 料、电力、动力和热量的传递路线分别为：
• 燃料传递路线：10-汽油箱→1-发动机 • 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC →5-驱动电池用逆变器→7升压
电路→3-电动机 • 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮)+1-发动机→11-差速器(车轮) • 热传递路线：1-发动机→16-散热器；5-驱动电池用逆变器→14-逆变器用冷却器
（10）汽车滑行 汽车滑行时，虽然不需要车辆驱动动力，但空调系统仍需要驱动力，此时 电力和热量的传递路线为：
• 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC→6-空调用逆变器→12空气压缩机电机
• 热传递路线：12-空气压缩机电机→17-蒸发器；5-驱动电池用逆变器→14逆变器用冷却器；12-空气压缩机电机→15-冷凝器(制冷剂用)
(11)汽车停车 当汽车在十字路口停车并且空调处于关闭状态时，THS系统停止工作。
• 电力传递路线：2-发电机→5-逆变器→4-高压电池 • 动力传递路线： 1-发动机→2-发电机+1-发动机→11-差速器(车轮)
(8)电动机行驶（用于倒车和缓行等工况） 在汽车倒车或缓行等工况时，采用电动机行驶模式。此时发动机不参与工作。
• 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮) • 电力传递路线：4-高压电池→5-驱动电池用逆变器→7升压电路→3-电动机。
(4)发动机和电动机并联加速起步 当汽车需要大转矩或急加速起步前进时，发动机和电动机同时参与工作。此时燃 料、电力、动力和热量的传递路线分别为：
• 燃料传递路线：10-汽油箱→1-发动机 • 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC →5-驱动电池用逆变器→7升压
电路→3-电动机 • 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮)+1-发动机→11-差速器(车轮) • 热传递路线：1-发动机→16-散热器；5-驱动电池用逆变器→14-逆变器用冷却器
（10）汽车滑行 汽车滑行时，虽然不需要车辆驱动动力，但空调系统仍需要驱动力，此时 电力和热量的传递路线为：
• 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC→6-空调用逆变器→12空气压缩机电机
• 热传递路线：12-空气压缩机电机→17-蒸发器；5-驱动电池用逆变器→14逆变器用冷却器；12-空气压缩机电机→15-冷凝器(制冷剂用)
(11)汽车停车 当汽车在十字路口停车并且空调处于关闭状态时，THS系统停止工作。
• 电力传递路线：2-发电机→5-逆变器→4-高压电池 • 动力传递路线： 1-发动机→2-发电机+1-发动机→11-差速器(车轮)
(8)电动机行驶（用于倒车和缓行等工况） 在汽车倒车或缓行等工况时，采用电动机行驶模式。此时发动机不参与工作。
• 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮) • 电力传递路线：4-高压电池→5-驱动电池用逆变器→7升压电路→3-电动机。
丰田混合动力解读PPT优秀课件
丰田雷凌双擎动力结构图
发动机
MG1
起步时：
驾驶员按下点火开关后，PCU动力控制单元会向 MG2电机通电，MG2电机逆向旋转。带动车轮（齿 圈）正向转动，车子缓慢前进。 当稍微用力踩下油门踏板时，MG2电机会获得更多 的电力，车辆就会加速前进。 由于MG2电机功率很大（53KW），低速扭矩也很 大（400Nm）。在PCU的控制下，车子加速十分的 有力，即便只靠MG2电机也可把车辆加速到一个相当 的速度！ 起步过程充分发挥了MG2电机低速高扭的特性，以 弥补阿特金森发动机低速扭力不足的特性。
太阳轮、行星架、齿圈中的任何两个
固定、整个行星齿轮组一起固定，作 为整体输出，传动比为1:1输出，没有 传动比的变化。
原理
动力分配装置 太阳轮与发电机MG1相连 行星架与发动机相连 齿圈与车轮相连
发动机
MG1
马达减速装置 太阳轮与起动机MG2相连 行星架齿轮固定 齿圈与车轮相连
MG2
HV电池
PCU动力 控制单元
MG2
发动机
MG1
发动机启动（怠速运转热车）：
PCU向MG1通电流，MG1发电机顺时针转动，并带 动发动机启动，整个过程及其快速而平顺。 发动机启动后，怠速运转，发动机带动行星齿轮架正 向旋转，带动太阳齿轮（MG1）正向旋转。MG1发出 交流电，经PCU里的逆变器和电压变换器变成低压直流 电并给电池组充电
MG2
发动机
MG1
MG2
小负荷加速（《40km/h）
主要靠MG2电机推动车轮。MG1继续向MG2供电并通过PCU向动力电池充电。此 后，MG2速度继续提升，直到车辆达到目的速度。
发动机
MG1
MG2
大负荷加速
面对重负荷加速（如载重起动）等需要大动力的情况。发动机感知油门踏板的信 号，将转速提高，使发动机进入其动力区间，发动机的功率大大提升。因为发动 机的扭矩提升进而带动外齿圈获得动力提升，同时电池组也会向MG2电机供电， 使其进入最大功率。车辆的加速性能大大提升。
发动机
MG1
起步时：
驾驶员按下点火开关后，PCU动力控制单元会向 MG2电机通电，MG2电机逆向旋转。带动车轮（齿 圈）正向转动，车子缓慢前进。 当稍微用力踩下油门踏板时，MG2电机会获得更多 的电力，车辆就会加速前进。 由于MG2电机功率很大（53KW），低速扭矩也很 大（400Nm）。在PCU的控制下，车子加速十分的 有力，即便只靠MG2电机也可把车辆加速到一个相当 的速度！ 起步过程充分发挥了MG2电机低速高扭的特性，以 弥补阿特金森发动机低速扭力不足的特性。
太阳轮、行星架、齿圈中的任何两个
固定、整个行星齿轮组一起固定，作 为整体输出，传动比为1:1输出，没有 传动比的变化。
原理
动力分配装置 太阳轮与发电机MG1相连 行星架与发动机相连 齿圈与车轮相连
发动机
MG1
马达减速装置 太阳轮与起动机MG2相连 行星架齿轮固定 齿圈与车轮相连
MG2
HV电池
PCU动力 控制单元
MG2
发动机
MG1
发动机启动（怠速运转热车）：
PCU向MG1通电流，MG1发电机顺时针转动，并带 动发动机启动，整个过程及其快速而平顺。 发动机启动后，怠速运转，发动机带动行星齿轮架正 向旋转，带动太阳齿轮（MG1）正向旋转。MG1发出 交流电，经PCU里的逆变器和电压变换器变成低压直流 电并给电池组充电
MG2
发动机
MG1
MG2
小负荷加速（《40km/h）
主要靠MG2电机推动车轮。MG1继续向MG2供电并通过PCU向动力电池充电。此 后，MG2速度继续提升，直到车辆达到目的速度。
发动机
MG1
MG2
大负荷加速
面对重负荷加速（如载重起动）等需要大动力的情况。发动机感知油门踏板的信 号，将转速提高，使发动机进入其动力区间，发动机的功率大大提升。因为发动 机的扭矩提升进而带动外齿圈获得动力提升，同时电池组也会向MG2电机供电， 使其进入最大功率。车辆的加速性能大大提升。
丰田普锐斯混合动力汽车ppt
燃油系统概述
01
丰田普锐斯混合动力汽车的燃油系统主要由燃油箱、燃油泵和发动机等组成，为车辆提供动力。
丰田普锐斯混合动力汽车的燃油系统
燃油箱
02
燃油箱用于储存燃油，它具有足够的容量以保证车辆在行驶过程中的燃油供应。
燃油泵
03
燃油泵的作用是将燃油从燃油箱中泵出，为发动机提供燃料。丰田普锐斯混合动力汽车采用的燃油泵具有高效率和长寿命的特点。
1997年，第一代丰田普锐斯混合动力汽车问世，成为全球首款量产混合动力汽车。
2009年，第三代丰田普锐斯混合动力汽车上市，采用了更先进的技术和更舒适的驾驶体验。
2003年，第二代丰田普锐斯混合动力汽车上市，进一步提高了燃油经济性和排放性能。
2015年，第四代丰田普锐斯混合动力汽车上市，加强了安全性能和智能化程度。
丰田公司积极参与公益活动和慈善捐赠，通过支持教育、环保和灾害救援等领域，回馈社会，提高企业社会形象。
公益活动与慈善捐赠
总结与展望
06
对丰田普锐斯混合动力汽车的总结评价
丰田普锐斯混合动力汽车采用先进的混合动力系统，具有较高的燃油效率和较低的排放，实现了高效节能。
高效节能
车辆搭载了丰富的智能化配置，为驾驶者提供了更加舒适、便捷的驾驶体验。
测试普锐斯从静止到100公里/小时的加速时间，以评估其动力性能。
丰田普锐斯混合动力汽车的加速性能测试
城市道路燃油经济性
在城市道路上测试普锐斯的燃油经济性，以评估其省油性能。
高速公路燃油经济性
在高速公路上测试普锐斯的燃油经济性，以评估其省油性能。
丰田普锐斯混合动力汽车的燃油经济性能测试
对普锐斯进行碰撞测试，评估其在碰撞事故中的安全性能。
丰田混合动力系统THS的动力控制系统49页PPT
丰田混合动力系统THS的动力控制系 统
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公Байду номын сангаас和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公Байду номын сангаас和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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结构
有水冷却系统
MG2 电动 机
链条的传 动比改变
采用WS 型变速器
液
MG1 发电机
由滚锥轴承 变为滚珠轴
承
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
结构
定子绕组采用三相Y形连接， 每相由4个绕组并联，可以 在给电机输入较大电流下， 获得最大转矩和最小转矩 脉动。
转子采用稀土永磁材料作 为永磁铁，安装在转子铁 芯内部（内埋式永磁转 子）。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
逆变整流器（变频器）：
功用：
受HV ECU控制，将DC500V转换成AC500V，给电动机MG1或MG2供电。 反之MG1/2输出的AC500V转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。
将电流控制的信息传输给HV ECU。
THS的主要部件电机、变频器与电池
最大转速
冷却系统
AC 500
50 (68) / 1200 – 1540
400 (40.8) / 0 1200
230
6,700 rpm 水冷
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
工作原理
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1、MG2转速传感器
又叫触角传感器。为了满足电机静止启动和全转速范 围内转矩波动的控制目的，需要利用触角传感器精确 地测量MG1、MG2永磁转子磁极位置和速度。解角传 感器是采用电磁感应原理制成的旋转型感应传感器， 它由定子和转子组成 。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
THS-Ⅱ系统变频器主要电路 是由电力半导体功率器件： 绝缘栅双极型晶体管 （IGBT）模块组成。
变频器总成内的增压转换器、 逆变/整流器担负着提供电 机MG1、MG2的电能转换与 调控任务。
IGBT是全控型功率半导体器件，它是由MOSFET场效应管与GTR大功率达 林顿晶体管结合，并由前者担任驱动，因此具有：驱动功率小，通态压降低，开 关速度快等优点，目前已广泛应用于变频调速，开关电源等电子领域，就全控性 能而言，IGBT是最适合斩波应用的器件，而且技术极为简单，几乎IGBT器件本 身就构成了斩波电路。
MG1 MG2
空调压缩机
HV ECU
变频器 升压转换器
空调变频 器
DC-DC 转换器
CAN
蓄电池 ECU
SMR1, 2 and 3
辅助电池 HV 蓄电池
THS的主要部件电机、变频器与电池
THS-Ⅱ电机及驱动控制系 统的特点
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。
机 AC 500
37.8 (51) / 9500
45 (4.58) / 0 – 6000
75 10,000 rpm
水冷
MG2
类型 功能
项目
’04 PRIUS 同步交流电动机
发电、驱动车轮
额定电压
V
最大输出功率 kW (PS) / rpm
最大扭矩 N·m (kgf·m) / rpm
最大扭矩时的电流 Arms
转子内的永磁铁为“V”形， 有效集中了磁通量，提高 电机的扭矩。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
结构
MG1
类型
项目
功能
额定电压 V 最大输出功率
kW (PS) / rpm 最大扭矩
N·m (kgf·m) / rpm 最大扭矩时的电流
Arms 最大转速 冷却系统
’04 PRIUS 同步交流电动机 发电机, 发动机的起动
混合动力汽车检修
----THS的主要部件电机、变频器与电池
THS的主要部件电机、变频器与电池
THSⅡ
THS系统框图
P(档换r位档iu传, s选感系择器) 统框图
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
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。
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。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
功用
都是高效的交流永磁同步电机。 都可作为电动机
MG1作为发动机的起动机，或驱 动太阳轮，辅助行星齿轮机构工 作。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
功用
为HV蓄电池、MG1、MG2、空调压缩机、备用电池、 发动机、整车其他电气提供合适电压的电源。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
组成
（1）逆变整流器（变频器）：将DC500V转换成 AC500V，反之将AC500V转换成DC500V。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1、MG2转速传感器
椭圆型转子与MG的永磁转子相 连接，同步转动。椭圆型转子 外圆曲线代表着永磁转子磁极 位置。定子包括1个励磁线圈和 2个检测线圈，2个检测线圈S和 C轴线在空间坐标上正交，HV ECU按预定频率的交流电流输 入励磁线圈A，随着椭圆型转 子的旋转，转子和定子间的间 隙发生变化，就会在检测线圈S 和C上感应出相位差90°正弦、 余弦感 应电流，HV ECU根据 检测线圈S和C感应电流的波形 相位和幅值，以及波形的脉冲 次数，计算出MG1和MG2永磁 转子的磁极位置和转速值信号， 作为HV ECU对电机MG1、 MG2矢量控制的基础信号。
（2）增压转换器DC201.6V电压增压到DC500V（反 之从DC500V降压到DC201.6V）。
（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为 DC12V。
（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。
直流转换器 空调变频器
变频器总成
逆变整流器（变频器）：
组成
逆变电路（以供给MG2电源为例）由绝缘栅双极型晶体管V1-V6、 整流二极管D1-D6和电容器C组成电压型三相桥式逆变电路。
MG2作为驱动电机驱动驱动轮， 或提供坡上起步辅助。
都可作为发电机
MG1向MG2供电及向电池充电。 MG2回收能量，向电池充电。
MG1还通过调节发电量（改变发 电机的转速），有效控制变速驱 动桥的连续可变输出转速，实现 无极变速器的功能。
THS的主要部件电机、变
有水冷却系统
MG2 电动 机
链条的传 动比改变
采用WS 型变速器
液
MG1 发电机
由滚锥轴承 变为滚珠轴
承
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
结构
定子绕组采用三相Y形连接， 每相由4个绕组并联，可以 在给电机输入较大电流下， 获得最大转矩和最小转矩 脉动。
转子采用稀土永磁材料作 为永磁铁，安装在转子铁 芯内部（内埋式永磁转 子）。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
逆变整流器（变频器）：
功用：
受HV ECU控制，将DC500V转换成AC500V，给电动机MG1或MG2供电。 反之MG1/2输出的AC500V转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。
将电流控制的信息传输给HV ECU。
THS的主要部件电机、变频器与电池
最大转速
冷却系统
AC 500
50 (68) / 1200 – 1540
400 (40.8) / 0 1200
230
6,700 rpm 水冷
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
工作原理
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1、MG2转速传感器
又叫触角传感器。为了满足电机静止启动和全转速范 围内转矩波动的控制目的，需要利用触角传感器精确 地测量MG1、MG2永磁转子磁极位置和速度。解角传 感器是采用电磁感应原理制成的旋转型感应传感器， 它由定子和转子组成 。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
THS-Ⅱ系统变频器主要电路 是由电力半导体功率器件： 绝缘栅双极型晶体管 （IGBT）模块组成。
变频器总成内的增压转换器、 逆变/整流器担负着提供电 机MG1、MG2的电能转换与 调控任务。
IGBT是全控型功率半导体器件，它是由MOSFET场效应管与GTR大功率达 林顿晶体管结合，并由前者担任驱动，因此具有：驱动功率小，通态压降低，开 关速度快等优点，目前已广泛应用于变频调速，开关电源等电子领域，就全控性 能而言，IGBT是最适合斩波应用的器件，而且技术极为简单，几乎IGBT器件本 身就构成了斩波电路。
MG1 MG2
空调压缩机
HV ECU
变频器 升压转换器
空调变频 器
DC-DC 转换器
CAN
蓄电池 ECU
SMR1, 2 and 3
辅助电池 HV 蓄电池
THS的主要部件电机、变频器与电池
THS-Ⅱ电机及驱动控制系 统的特点
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。
机 AC 500
37.8 (51) / 9500
45 (4.58) / 0 – 6000
75 10,000 rpm
水冷
MG2
类型 功能
项目
’04 PRIUS 同步交流电动机
发电、驱动车轮
额定电压
V
最大输出功率 kW (PS) / rpm
最大扭矩 N·m (kgf·m) / rpm
最大扭矩时的电流 Arms
转子内的永磁铁为“V”形， 有效集中了磁通量，提高 电机的扭矩。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
结构
MG1
类型
项目
功能
额定电压 V 最大输出功率
kW (PS) / rpm 最大扭矩
N·m (kgf·m) / rpm 最大扭矩时的电流
Arms 最大转速 冷却系统
’04 PRIUS 同步交流电动机 发电机, 发动机的起动
混合动力汽车检修
----THS的主要部件电机、变频器与电池
THS的主要部件电机、变频器与电池
THSⅡ
THS系统框图
P(档换r位档iu传, s选感系择器) 统框图
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
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。
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。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1和MG2
功用
都是高效的交流永磁同步电机。 都可作为电动机
MG1作为发动机的起动机，或驱 动太阳轮，辅助行星齿轮机构工 作。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
功用
为HV蓄电池、MG1、MG2、空调压缩机、备用电池、 发动机、整车其他电气提供合适电压的电源。
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
THS的主要部件电机、变频器与电池
变频器总成
组成
（1）逆变整流器（变频器）：将DC500V转换成 AC500V，反之将AC500V转换成DC500V。
THS的主要部件电机、变频器与电池
MG1、MG2转速传感器
椭圆型转子与MG的永磁转子相 连接，同步转动。椭圆型转子 外圆曲线代表着永磁转子磁极 位置。定子包括1个励磁线圈和 2个检测线圈，2个检测线圈S和 C轴线在空间坐标上正交，HV ECU按预定频率的交流电流输 入励磁线圈A，随着椭圆型转 子的旋转，转子和定子间的间 隙发生变化，就会在检测线圈S 和C上感应出相位差90°正弦、 余弦感 应电流，HV ECU根据 检测线圈S和C感应电流的波形 相位和幅值，以及波形的脉冲 次数，计算出MG1和MG2永磁 转子的磁极位置和转速值信号， 作为HV ECU对电机MG1、 MG2矢量控制的基础信号。
（2）增压转换器DC201.6V电压增压到DC500V（反 之从DC500V降压到DC201.6V）。
（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为 DC12V。
（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。
直流转换器 空调变频器
变频器总成
逆变整流器（变频器）：
组成
逆变电路（以供给MG2电源为例）由绝缘栅双极型晶体管V1-V6、 整流二极管D1-D6和电容器C组成电压型三相桥式逆变电路。
MG2作为驱动电机驱动驱动轮， 或提供坡上起步辅助。
都可作为发电机
MG1向MG2供电及向电池充电。 MG2回收能量，向电池充电。
MG1还通过调节发电量（改变发 电机的转速），有效控制变速驱 动桥的连续可变输出转速，实现 无极变速器的功能。
THS的主要部件电机、变