1、Page 1新能源汽车技术新能源汽车技术Page 2发动机发电机功率转换器蓄电池电动机传动装置油箱发动机功率转换器蓄电池电动机传动装置油箱发动机功率转换器蓄电池电动机传动装置油箱发电机串联HEV并联HEV混联HEV电力接连机械连接液流连接导入：Page 35.3混合动力电动汽车车型实例混合动力电动汽车车型实例丰田普锐斯丰田普锐斯?教学目标：1.了解普锐斯混合动力系统的技术特点；2.掌握丰田混合动力系统工作原理；3.熟悉丰田混合动力控制系统。Page 45.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?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
2、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初为止，美国丰田总共卖了超过60万量。?普锐斯是在美国销售的汽车中最省油的。评价普锐斯是美国目前为止二氧化碳排放量最干净的车辆。?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。Page 55.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?Toyota Prius 到目前为止推出了第4 个版本：?第一代Prius 于1997 年上市，主要在日本销售；?第二代Prius 2000年开始在美国和欧洲销售。虽然混合动力配置没有改变，但动力性增强了，几乎是一辆重新设计的新车；?Prius 于2003年在美国发售第三代。?20
3、06年1月普锐斯Prius在中国上市。Page 65.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述第四代丰田普锐斯Page 75.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?第一代普锐斯，型号NHW10，1997年12月出厂,只在日本内销。?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。?动力方面，搭载一台1.5L汽油发动机、永磁交流电动机和288V镍金属氢化物（镍氢）电池组。Page 85.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?第二代普锐斯,NHW20已重新设计成为5门掀背款。?这一代的普锐斯比上一代长了150mm
4、。?动力方面，普锐斯NHW20搭载一台1.5升4缸汽油发动机、永磁交流电动机和500V镍金属氢化物（镍氢）电池组。?普锐斯NHW20也是普锐斯首次进入中国的车型。中国市场的普锐斯由四川一汽丰田汽车公司Page 95.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?第三代普锐斯，ZVW30，采用更富动感的全新线条，锐利的头灯赋予更为鲜明的车头样貌。?动力方面，全新1.8L发动机?电动传动系统部分，新一代普锐斯的电动马达输出自68马力提升至82马力，工程师并将减速齿轮纳入马达内部，以在提供更高额输出的同时，降低马达本身的体积与重量。Page 105.3.1丰田普锐斯混合动力汽车概述?第四代普锐斯，第四代普锐斯的
5、发动机依然是那台代号为2ZR-FXE的1.8L直四发动机，通过改良燃烧及冷却系统、降低部件摩擦阻力等方式，发动机热效率从第三代的38.5%提升到了40%。据官方信息显示，新车的最大功率98马力（72千瓦）/5200rpm，峰值扭矩142Nm/3600rpm。Page 115.3.2普锐斯混合动力汽车技术特点普锐斯混合动力汽车技术特点THS-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）Page 12PRIUS普锐斯特点：?Prius是第一辆混联型的HEV，它的动力系统叫做 Toyota Hybrid Sys
6、tem(THS)，结合了串连和并联两种方式的特点。?(THS)由发动机，发电机，电动机，行星齿轮，逆变器和动力蓄电池组组成。?发动机是传统的 4 缸汽油机;?Ni-MH 蓄电池组，无需外接充电，免维护；?制动系采用前后轮均为盘式制动，制动为线控，最优化制动再生能量充电。5.3.2普锐斯混合动力汽车技术特点Page 13PRIUS普锐斯特点：?发电机和电动机都可以做电动机，也可以做发电机，叫做MG1，MG2。行星齿轮将两个电机，发动机有机的联系起来;?电机是交流永磁同步无刷电机，最大功率分别为 33KW 和16KW.5.3.2普锐斯混合动力汽车技术特点Page 145.3.3丰田普锐斯混合动力系
7、统分析Page 155.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析Page 165.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析一、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。Page 175.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析?HV电池，每单元7.2V，共34个模块，因此单元(7.2 V)x 34模块=DC 244.8 V，HV总电压为244.8V。Page 185.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析12V蓄电池?12 V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，CONVERTER把300V的直流电转换成低压直流电(12V)给蓄电池充电；?
8、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。Page 195.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析二.变频器总成变频器总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。Page 205.3.3 丰田普锐斯混合动力
9、系统分析变频器电路图Page 215.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析增压转换器增压转换器电路图将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V，反之从DC500V降压到DC201.6V。Page 225.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析DCDC转换器DC/DC转换器电路图将HV蓄电池DC201.6V电压降为DC12V，为车身电器供电，同时为备用电池充电。Page 235.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析空调变频器空调变频器电路图将HV蓄电池DC201.6V电压转换为AC201.6V，为空调系统中电动变频压缩机供电。Page 245.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析三、混合动力传动桥?丰田P
10、rius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。Page 255.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析?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。Page 265.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（1）MG1作用?作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000 转左右，然后发动机喷油点火；?在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对MG2供电；?MG1反转时，则作为电动机，消耗电能。?通过调
11、节 MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行；随车速的变化，调节MG1的转速，实现行星齿轮无级变速的功能。Page 275.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（2）MG2作用?EV模式运行时，作电动机，独立驱动汽车；?汽车加速和需要辅助功率时，作电动机；?汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转作电动机，MG2作发电机，对电池充电和对 MG1供电；?制动时发电；?倒车时，反转驱动汽车。Page 285.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析四、丰田混合动力系统工作原理1.工作状态（1）HV蓄电池向电动机(MG2)供电，以驱动车辆。蓄电池供电Page 295.3.3丰田普锐斯混合动力系统分
12、析（2）发动机通过行星齿轮机构驱动车辆时，发电机(MGl)由发动机通过行星齿轮机构带动旋转，为电动机/发电机提供电能。发动机驱动车轮Page 305.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（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Page 315.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（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Page 325.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析2.工作原理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-
13、行星架Page 335.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析普锐斯用的行星齿轮机组Page 345.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆Page 355.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（1）准备启动状态准备启动状态Page 365.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（1）Page 375.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析启动后蓄电池充电Page 385.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（2）Page 395.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（2）起步工况起步工况Page 405.3.3丰田普锐斯
14、混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（3）Page 415.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析汽车起步后发动机起动Page 425.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（4）Page 435.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析发动机驱动发电机Page 445.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（5）Page 455.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（3）发动机微加速工况发动机微加速工况Page 465.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（6）Page 475.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（4）低载荷巡航工况低载荷巡航工况Page 48
15、5.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（7）Page 495.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（5）节气门全开加速工况节气门全开加速工况Page 505.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（8）Page 515.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（6）减速工况“D”挡减速“D”挡减速行驶Page 525.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（9）Page 535.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析“B”挡减速行驶“B”挡减速行驶Page 545.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（10）Page 555.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析（7）倒车工况车辆倒车倒车工况Page 565.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（11）Page 575.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析起动发动机启动发动机Page 585.3.3丰田普锐斯混合动力系统分析行星齿轮机构模拟杠杆图（12）Page 59小结：1.普锐斯混合动力系统的技术特点；2.丰田混合动力系统工作原理。
