丰田普锐斯混合动力汽车.ppt
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1、项目四项目四 丰田普锐斯混合动力汽车丰田普锐斯混合动力汽车活动一活动一 丰田普锐斯混合动力汽车概述丰田普锐斯混合动力汽车概述 日日本本丰丰田田汽汽车车于于19971997年年所所推推出出世世界界上上第第一一个个大大规规模模生生产产的的混混合合动动力力车车辆辆车车款款,随随后后在在20012001年年销销往往全全世世界界4040多多个个国国家家和和地地区区,其其最最大大的的市市场场是是日日本本和和北北美美。美美国国是是普普锐锐斯斯最最大大的的市市场场,至至20092009初初为为止止,美美国国丰丰田田总总共共卖卖了了超超过过6060万量。万量。普普锐锐斯斯是是在在美美国国销销售售的的汽汽车车中中
2、最最省省油油的的。评评价价普普锐锐斯斯是是美国目前为止二氧化碳排放量最干净的车辆。美国目前为止二氧化碳排放量最干净的车辆。英英国国运运输输部部公公布布普普锐锐斯斯是是在在英英国国销销售售的的车车辆辆中中最最少少二二氧氧化碳排放的第二名。化碳排放的第二名。Toyota Prius Toyota Prius 到目前为止推出了第到目前为止推出了第3 3 个版本:个版本:第一代第一代Prius Prius 于于1997 1997 年上市,主要在日本销售;年上市,主要在日本销售;第第二二代代Prius Prius 20002000年年开开始始在在美美国国和和欧欧洲洲销销售售。虽虽然然混混合合动动力力配配
3、置置没没有有改改变变,但但动动力力性性增增强强了了,几几乎乎是是一一辆辆重重新新设计的新车;设计的新车;Prius Prius 于于20032003年在美国发售第三代。年在美国发售第三代。20062006年年1 1月普锐斯月普锐斯PriusPrius在中国上市。在中国上市。第第一一代代普普锐锐斯斯,型型号号NHW10NHW10,19971997年年1212月月出出厂厂,只只在在日日本本内销。内销。世界上第一辆大规模量产的汽油电动混合动力车。世界上第一辆大规模量产的汽油电动混合动力车。第第一一代代普普锐锐斯斯的的生生产产成成本本高高达达3200032000美美元元,但但是是售售价价只只为为169
4、2916929美元,也就是每辆美元,也就是每辆NHW10NHW10都是亏本出售。都是亏本出售。动动力力方方面面,搭搭载载一一台台1.5L1.5L汽汽油油发发动动机机、永永磁磁交交流流电电动动机机和和288288伏镍金属氢化物(镍氢)电池组伏镍金属氢化物(镍氢)电池组。第二代普锐斯第二代普锐斯,NHW20,NHW20已重新设计成为已重新设计成为5 5门掀背款。门掀背款。这一代的普锐斯比上一代长了这一代的普锐斯比上一代长了150mm150mm。动动力力方方面面,普普锐锐斯斯NHW20NHW20搭搭载载一一台台1.51.5升升4 4缸缸汽汽油油发发动动机机、永磁交流电动机永磁交流电动机和和50050
5、0伏镍金属氢化物(镍氢)电池组伏镍金属氢化物(镍氢)电池组。普普锐锐斯斯NHW20NHW20也也是是普普锐锐斯斯首首次次进进入入中中国国的的车车型型。中中国国市市场场的普锐斯由四川一汽丰田汽车公司的普锐斯由四川一汽丰田汽车公司第第三三代代普普锐锐斯斯,ZVW30ZVW30,采采用用更更富富动动感感的的全全新新线线条条,锐锐利利的头灯赋予更为鲜明的车头样貌的头灯赋予更为鲜明的车头样貌动力方面,动力方面,全新全新1.81.8升发动机升发动机电电动动传传动动系系统统部部份份,新新一一代代普普锐锐斯斯的的电电动动马马达达输输出出自自6868马马力力提提升升至至8282马马力力,工工程程师师并并将将减减
6、速速齿齿轮轮纳纳入入马马达达内内部部,以以在在提提供供更更高高额额输输出出的的同同时时,降降低低马马达达本本身身的的体体积积与与重重量。量。PRIUSPRIUS普锐斯特点:普锐斯特点:PRIUSPRIUS普普锐锐斯斯油油电电混混合合动动力力系系统统使使发发动动机机和和电电动动机机的的协协同同驱驱动动实实现现低低油油耗耗、低低排排放放。利利用用电电动动机机驱驱动动时时对对环环境境没没有任何污染;有任何污染;在减速、制动和下坡时还能回收能量以供再利用;在减速、制动和下坡时还能回收能量以供再利用;当当遇遇到到红红灯灯停停驶驶时时,发发动动机机会会自自动动停停止止工工作作,这这将将没没有有任任何何燃燃
7、油油的的消消耗耗!因因此此,油油耗耗和和尾尾气气排排放放都都得得到到了了有有效效改善改善nPRIUSPRIUS普锐斯特点:普锐斯特点:nPriusPrius是是第第一一辆辆混混联联型型的的HEVHEV,它它的的动动力力系系统统叫叫做做 Toyota Toyota Hybrid Hybrid Sy Sy stem stem(THS)(THS),结结合合了了串串连连和和并并联联两两种种方方式式的的特点。特点。(THS)(THS)由由发发动动机机,发发电电机机,电电动动机机,行行星星齿齿轮轮,逆逆变变器器和和动力蓄电池组组成。动力蓄电池组组成。发动机是传统的发动机是传统的 4 4 缸汽油机缸汽油机
8、Ni-MH Ni-MH 蓄电池组,无需外接充电,免维护;蓄电池组,无需外接充电,免维护;制制动动系系采采用用前前后后轮轮均均为为盘盘式式制制动动,制制动动为为线线控控,最最优优化化制制动再生能量充电。动再生能量充电。nPRIUSPRIUS普锐斯特点:普锐斯特点:n(THS)(THS)由由发发动动机机,发发电电机机,电电动动机机,行行星星齿齿轮轮,逆逆变变器器和和动力蓄电池组组成。动力蓄电池组组成。发发电电机机和和电电动动机机都都可可以以做做电电动动机机,也也可可以以做做发发电电机机,叫叫做做MG1MG1,MG2MG2。行星齿轮将两个电机,发动机有机的联系起来。行星齿轮将两个电机,发动机有机的联
9、系起来 电电机机是是交交流流永永磁磁同同步步无无刷刷电电机机,最最大大功功率率分分别别为为 33K 33K W W 和和16 KW16 KW;活动二活动二 丰田普锐斯混合动力系统结构丰田普锐斯混合动力系统结构电池系统电池系统 电电池池系系统统由由电电流流传传感感器器、保保险险丝丝、服服务务插插销销、系系统统主主继继电器、电池控制模块电器、电池控制模块 ECUECU、电池通风温控系统构成。、电池通风温控系统构成。在在修修理理汽汽车车时时,为为了了确确保保安安全全,通通过过service service plug plug 人人为为地断开电路;地断开电路;当当电电池池产产生生短短路路时时,保保险险
10、丝丝断断开开,以以防防止止电电子子器器件件的的损损坏和车上发生火灾;坏和车上发生火灾;n系统主继电器随着点火钥匙的系统主继电器随着点火钥匙的on/off on/off 而闭合或断开而闭合或断开,点火钥,点火钥匙转到匙转到 OFF OFF 时,主继电器切断高压系统以确保安全,当汽车受时,主继电器切断高压系统以确保安全,当汽车受到碰撞或系统有故障时,主继电器也会断开高压电;到碰撞或系统有故障时,主继电器也会断开高压电;n电池电池 ECU ECU 根据电池的电流、电压和温度来计算电池的根据电池的电流、电压和温度来计算电池的SOCSOC,并把它送到整车控制系统,同时它还检测电池是否正常;并把它送到整车
11、控制系统,同时它还检测电池是否正常;n电池有电池有温控系统温控系统。装在通风道上的风扇把来自驾驶室的风,。装在通风道上的风扇把来自驾驶室的风,通过过滤器,通风管路,送到高压电池盒。通过过滤器,通风管路,送到高压电池盒。nHVHV电池电池 ,每单元,每单元7.2V7.2V,共,共3434个模块,因此单元个模块,因此单元(7.2 V)(7.2 V)x 34x 34模块模块=DC 244.8 V=DC 244.8 V,HVHV总电压为总电压为244.8V244.8V。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 把300 伏的直流电转换
12、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、混合动力传动桥三、混合动力传动桥 丰丰田田PriusPrius所所采采用用的的混混合合驱驱动动方方式式,它它将将发发动动机机、发发电电机机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来。Prius Prius 采采用用行行星星齿齿轮轮作
13、作为为变变速速机机构构,可可以以实实现现电电机机与与发发动机的动力分配和无极变速动机的动力分配和无极变速。动动力力总总成成和和传传递递机机构构主主要要由由电电机机MG1MG1、电电机机MG2MG2、动动力力分分配配行行星星排排、减减速速行行星星排排、过过渡渡齿齿轮轮、主主减减速速器器和和差差速速器器等组成。等组成。1 1、组合齿轮单元结构、组合齿轮单元结构 在在动动力力分分配配行行星星排排中中,行行星星架架与与发发动动机机相相连连,太太阳阳轮轮与与MG1MG1相相连连,齿齿圈圈通通过过过过渡渡齿齿轮轮与与主主减减速速器器相相连连。发发动动机机输输出出的的动动力力被被分分成成用用于于驱驱动动MG
14、1MG1发发电电的的动动力力(电电动动力力)和和用用于于直接驱动车轮的动力直接驱动车轮的动力(机械动力机械动力)两个部分两个部分。在在减减速速行行星星排排中中,行行星星架架固固定定,太太阳阳轮轮与与MG2MG2相相连连,齿齿圈圈与与动动力力分分配配行行星星排排的的齿齿圈圈相相连连。MG2MG2的的动动力力经经过过减减速速行行星星排减速增矩后,也通过过渡齿轮向主减速器输出排减速增矩后,也通过过渡齿轮向主减速器输出。2 2、高输出功率电动机、高输出功率电动机 PriusPrius普普锐锐斯斯油油电电混混合合动动力力系系统统的的电电动动机机MG1MG1、MG2MG2是是交交流同步电动机流同步电动机。
15、MG1MG1主主要要用用于于调调速速,MG2MG2主主要要作作为为驱驱动动电电机机,2 2个个电电机机均均可可以作为以作为发电机和电动机发电机和电动机。(1 1)MG1MG1作用作用 作作为为电电动动机机,起起动动发发动动机机,把把发发动动机机从从静静止止拖拖动动到到1000 1000 转转左左右右,然然后发动机喷油点火;后发动机喷油点火;在在发发动动机机有有轴轴功功输输出出时时,MG1MG1正正转转,作作发发电电机机,对对电电池池充充电电和和对对MG2MG2供电;供电;MG1MG1反转时,则作为电动机反转时,则作为电动机,消耗电能。,消耗电能。通通过过调调节节 MG1MG1的的转转速速来来实
16、实现现发发动动机机在在某某个个高高效效功功率率点点运运行行;随随车车速速的变化,的变化,调节调节MG1MG1的转速,实现行星齿轮无级变速的功能的转速,实现行星齿轮无级变速的功能(2 2)MG2MG2作用作用 EVEV模式运行时,模式运行时,作电动机,独立驱动汽车作电动机,独立驱动汽车;汽车加速和需要辅助功率时汽车加速和需要辅助功率时,作,作电动机电动机;汽汽车车中中等等速速度度巡巡航航时时,发发动动机机输输出出功功率率较较低低,MG1MG1反反转转作作电电动动机机,MG2MG2作发电机作发电机,对电池充电和对,对电池充电和对 MG1MG1供电;供电;制动时发电制动时发电;倒车时,倒车时,反转驱
17、动汽车反转驱动汽车 油油电电混混合合动动力力系系统统中中采采用用了了“再再生生制制动动器器”,它它利利用用电动机的发电来再次利用动能电动机的发电来再次利用动能。在减速中作为摩擦热散失的动能回收为行驶用能量在减速中作为摩擦热散失的动能回收为行驶用能量。城城市市中中行行驶驶时时反反复复进进行行的的调调速速操操作作具具有有较较高高的的能能量量回收效果,所以在回收效果,所以在低速带优先使用再生制动器低速带优先使用再生制动器。PriusPrius普普锐锐斯斯在在城城市市中中行行驶驶100km100km,即即可可再再生生相相当当于于1 1升汽油的能量升汽油的能量。四、动力控制单元四、动力控制单元 使使用用
18、电电动动机机行行驶驶的的普普锐锐斯斯油油电电混混合合动动力力系系统统中中安安装装有有由由变变频频器器、可可变变电电压压系系统统、DC/DCDC/DC转转换换器器组组成成的的动动力力控控制制单单元元。1 1、变频器、变频器 变变频频器器将将HVHV蓄蓄电电池池的的直直流流电电流流转转换换成成电电动动机机和和发发电电机机使使用用的的交交流流电电流流。另另外外也也将将发发电电机机和和电电动动机机发发出出的的交交流流电电流流转换成可供转换成可供HVHV蓄电池充电蓄电池充电的的直流电流直流电流。2、可变电压系统 2.2.可变电压系统可变电压系统3 3、DC/DCDC/DC转换器转换器 DC/DCDC/D
19、C转转换换器器将将HVHV蓄蓄电电池池和和发发电电机机发发出出的的244.8/201.6V244.8/201.6V直直流流电电流流减减压压至至12V12V,以以供供车车辆辆的的辅辅助助设设备备、电电子子部部件件ECUECU作为电源使用作为电源使用。4 4、MG ECUMG ECU 根根据据从从动动力力管管理理控控制制ECU(HV ECU(HV CPU)CPU)的的信信号号控控制制变变频频器器和和增增压转换器。压转换器。5 5、电子控制系统、电子控制系统ECMECM 电电子子控控制制系系统统是是集集中中控控制制车车辆辆中中各各种种系系统统的的电电子子装装置置,可称为汽车的大脑。可称为汽车的大脑。
20、油油电电混混合合动动力力系系统统采采用用ECUECU实实时时监监控控汽汽车车各各系系统统的的运运转转情情况和能量消耗情况,进行精密且高速的综合控制况和能量消耗情况,进行精密且高速的综合控制五、高电压线束五、高电压线束 PriusPrius普普锐锐斯斯的的高高电电压压线线束束既既要要承承受受高高电电压压、高高电电流流,保保证电机的供电与发电需要,同时还要确保安全。证电机的供电与发电需要,同时还要确保安全。PriusPrius普普锐锐斯斯的的高高电电压压线线束束除除了了向向电电机机提提供供高高压压电电以以外外,还得还得向空调系统的带马达的压缩机总成供电向空调系统的带马达的压缩机总成供电。六、汽油发
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