豐田普銳斯油電混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
普銳斯混合動力系統(tǒng)主要由MG1、 MG2、 HV蓄電池、變頻器、發(fā)動機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、差速器等組成。
根據(jù)車輛的行駛狀況,普銳斯高效率地綜合使用兩種動力一一發(fā)動機(jī)和電動機(jī)/發(fā)電機(jī),其中發(fā)動機(jī)提供主要動力。
發(fā)動機(jī)的動力分為兩部分:由混合動力變速驅(qū)動橋中行星齒輪組提供給車輪的動力和提供作為發(fā)電機(jī)的MG1的動力。混合動力變速驅(qū)動橋包括MG1、MG2和行星齒輪組,并且在這些組件的配合下,通過無級變速使車輛平穩(wěn)地行駛。
混合動力系統(tǒng)ECU
混合動力系統(tǒng)ECU的控制根據(jù)請求扭矩、再生制動控制和HV蓄電池的SOC(充電狀態(tài))控制發(fā)電機(jī)(MG1)、電動機(jī)(MG2)和發(fā)動機(jī)。具體工作狀態(tài)由擋位、加速踏板踩下角度和車速來確定。混合動力系統(tǒng)ECU監(jiān)控HV蓄電池的SOC和HV蓄電池的溫度、發(fā)電機(jī)(MG1)和電動機(jī)(MG2)以對這些項(xiàng)目實(shí)施最優(yōu)控制。車輛處于“空擋(N)”擋時(shí),HVECU實(shí)施關(guān)閉控制,自動關(guān)閉發(fā)電機(jī)(MG1)和電動機(jī)(MG2)。車輛在陡坡上松開制動而啟動時(shí),上坡輔助控制可以防止車輛下滑。如果驅(qū)動輪在沒有附著力時(shí)空轉(zhuǎn),HVECU提供電動機(jī)牽引力控制,抑制電動機(jī)(MG2)旋轉(zhuǎn),進(jìn)而保護(hù)行星齒輪組,同時(shí)防止發(fā)電機(jī)(MG1)產(chǎn)生過大的電流。為防止電路電壓過高并保證電路切斷的可靠性,HVECU通過三個繼電器的作用實(shí)施(系統(tǒng)主繼電器)SMR控制來連接和關(guān)閉高壓電路。
發(fā)動機(jī)ECU的控制
發(fā)動機(jī)ECU接收HVECU發(fā)送的目標(biāo)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和所需的發(fā)動機(jī)動力,來控制ETCS-i系統(tǒng)、燃油噴射量、點(diǎn)火正時(shí)和VVT-i系統(tǒng)。
變頻器的控制
根據(jù)HVECU提供的信號,變頻器將HV蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電來驅(qū)動發(fā)電機(jī)(MG1)、電動機(jī)(MG2),同樣也可進(jìn)行逆向過程。此外,變頻器將發(fā)電機(jī)(MG1)的交流電提供給電動機(jī)(MG2)。HVECU向變頻器內(nèi)的功率晶體管發(fā)送信號,來轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)(MG1)、電動機(jī)(MG2)的U、V和W相來驅(qū)動發(fā)電機(jī)(MG1)和電動機(jī)(MG2)。HVECU從變頻器接收到過熱、過流或故障電壓信號后即關(guān)閉。
增壓轉(zhuǎn)換器的控制
根據(jù)HVECU提供的信號,增壓轉(zhuǎn)換器將額定電壓DC201.6V升高到最高電壓DC500V。發(fā)電機(jī)(MG1)或電動機(jī)(MG2)產(chǎn)生的最高電壓AC500V由變頻器轉(zhuǎn)換為直流電,根據(jù)HVECU的信號,增壓轉(zhuǎn)換器將直流電降低到DC201.6V(用于HV蓄電池)。
發(fā)電機(jī)(MG1)和電動機(jī)(MG2)的控制
發(fā)電機(jī)(MG1)由發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生高壓(最高電壓AC500V),操作電動機(jī)(MG2)并為HV蓄電池充電。另外,它作為啟動機(jī)啟動發(fā)動機(jī)。 發(fā)電機(jī)(MG1)或HV蓄電池供電驅(qū)動,產(chǎn)生車輛動力。加速踏板未被踩下時(shí),它產(chǎn)生電能為HV蓄電池再次充電(再生制動控制)。 傳感器(解角傳感器)檢測到發(fā)電機(jī)(MG1)、電動機(jī)(MG2)的轉(zhuǎn)速和位置并將信號輸出到HVECU。 電動機(jī)(MG2)上的溫度傳感器檢測溫度,并將溫度信號發(fā)送到HVECU。
制動防滑控制ECU的控制
制動時(shí),制動防滑控制ECU計(jì)算所需的再生制動力并將信號發(fā)送到HVECU。一接收到信號,HVECU立刻將實(shí)際的再生制動控制數(shù)據(jù)發(fā)送到制動防滑控制ECU。根據(jù)這個結(jié)果,制動防滑控制ECU計(jì)算并執(zhí)行所需的液壓制動力。
蓄電池ECU的控制
蓄電池ECU實(shí)施監(jiān)視控制,監(jiān)視HV蓄電池和冷卻風(fēng)扇控制的狀態(tài),使HV蓄電池保持在預(yù)定的溫度。這樣,對這些組件實(shí)施最優(yōu)控制。
換擋的控制
HVECU根據(jù)擋位傳感器提供的信號檢測擋位(“R”、“N”、“D”或“B”),控制發(fā)電機(jī)(MG1)、電動機(jī)(MG2)和發(fā)動機(jī),調(diào)整車輛行駛狀態(tài)以適應(yīng)所選擋位。 變速器控制ECU通過HVECU提供的信號檢測駕駛員是否按下駐車開關(guān)。然后,它操作換擋控制執(zhí)行器,通過機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖止變速驅(qū)動橋。
碰撞時(shí)的控制
發(fā)生碰撞時(shí),如果HVECU收到空氣囊傳感器總成發(fā)出的空氣囊張開信號,或變頻器中斷路器傳感器發(fā)出的執(zhí)行信號,則關(guān)閉SMR(系統(tǒng)主繼電器)以切斷整個電源。
電動機(jī)驅(qū)動模式的控制
儀表板上的EV模式開關(guān)被駕駛員手動打開時(shí),如果所需條件滿足,則HVECU使車輛只由電動機(jī)(MG2)驅(qū)動運(yùn)行。
安全保護(hù)
HVECU檢測到故障時(shí),HVECU根據(jù)存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)停止或控制執(zhí)行器和ECU。