丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修PPT学习教案

1、会计学1丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修任务目标任务目标1. 了解普锐斯混合动力系统的技术特点了解普锐斯混合动力系统的技术特点3-1 丰田混合动力系统丰田混合动力系统 2. 掌握混合动力系统的组成掌握混合动力系统的组成3. 掌握丰田混合动力系统工作原理掌握丰田混合动力系统工作原理 4. 熟悉丰田混合动力控制系统熟悉丰田混合动力控制系统 第1页/共169页丰田普锐斯混合汽车的技术特点是什么？其采用的混合动力系统的组成和工作原理是什么？丰田混合动力控制系统有哪些特点与功能？第2页/共169页任务分析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

2、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归纳总结普锐斯混合动力系统的技术特点点3分析丰田混合动力系统的组成和工作原分析丰田混合动力系统的组成和工作原理理2分析丰田混合动力控制系统分析丰田混合动力控制系统 第3页/共169页一、普锐斯混合动力汽车技术特点一、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）第4页/共169页1. Atkinson循环发动机循环发动机2. “线控（线控（by-wire）”技术技术3. 电控无级变速器电

3、控无级变速器4. 电动牵引力控制电动牵引力控制第5页/共169页5. 电子换挡杆电子换挡杆电子换挡示意图第6页/共169页6. 电控制动系统（电控制动系统（ECB）7. 用户定制车身电器系统用户定制车身电器系统8. 智能驻车辅助系统智能驻车辅助系统9. 全电动空调系统全电动空调系统第7页/共169页电动空调压缩机第8页/共169页10. 蓝牙免提电话系统蓝牙免提电话系统 a) b)蓝牙电话与有线电话传输过程比较a)蓝牙电话 b)有线电话 第9页/共169页11. LED停车灯停车灯12. 智能钥匙与启动系统智能钥匙与启动系统 a) b) c)智能钥匙的“遥控作用” a)打开或关闭车门 b)启动

4、汽车 c)开启尾门 第10页/共169页13. 坡道起步辅助控制坡道起步辅助控制14. 增强型车辆稳定控制系统（增强型车辆稳定控制系统（VSC+）第11页/共169页二、丰田混合动力系统的组成二、丰田混合动力系统的组成 丰田混合动力系统主要部件的位置（1） 第12页/共169页丰田混合动力系统主要部件的位置（2） 第13页/共169页1. HV（混合动力汽车）变速驱动桥（混合动力汽车）变速驱动桥 MG1和MG21-MG1 2-MG2第14页/共169页发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图 第15页/共169页发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理第16页/共169页2. HV蓄电池蓄

5、电池 HV蓄电池 第17页/共169页3. 变频器总成变频器总成变频器总成第18页/共169页（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。第19页/共169页（2）变频器总成的工作原理变频器电路图 第20页/共169页增压转换器增压转换器电路图第21页/共169页DCDC转换器DC/DC转换器电路图 第22页/共169页空调变频器空调变频器电路图第23页/共169页变频器、发电机（MGl）和电动机（MG2）的冷却系统 发电机（MGl

6、）和电动机（MG2）冷却系统 第24页/共169页4. HV ECU5. 发动机发动机ECU6. 蓄电池蓄电池ECU7. 制动防滑控制制动防滑控制ECU第25页/共169页8. 加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器传感器位置1-霍尔IC 2-磁轭 3-加速踏板臂 第26页/共169页加速踏板位置传感器电路图 第27页/共169页9. 挡位传感器挡位传感器10. SMR（系统主继电器）（系统主继电器）11. 互锁开关（用于变频器盖和检修塞）互锁开关（用于变频器盖和检修塞）12. 断路器传感器断路器传感器13. 检修塞检修塞第28页/共169页14. 电线电线高压电线1-接线盒 2-变频器 3-空

7、调压缩机 4-穿过中央地板的部分5-备用蓄电池 6-HV蓄电池 7-电线电压(+) 8-电线电压（-） 9-DC 12V(+)第29页/共169页三、丰田混合动力系统工作原理三、丰田混合动力系统工作原理1. 工作状态工作状态（1）HV蓄电池向电动机(MG2)供电，以驱动车辆蓄电池供电第30页/共169页（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 发动机驱动车轮第31页/共169页（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 第32页/共169页（4）车辆减速时，车轮的动能被回收并转化

8、为电能，并通过电动机/发电机为HV蓄电池再次充电 车轮的动能回收第33页/共169页2. 工作原理工作原理车辆行驶状况 第34页/共169页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 第35页/共169页普锐斯用的行星齿轮机组 第36页/共169页表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆第37页/共169页（1）准备启动状态准备启动状态第38页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（1）第39页/共169页启动后蓄电池充电第40页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（2） 第41页/共169页（2）起步工况起步工况第42页/共

9、169页行星齿轮机构模拟杠杆图（3） 第43页/共169页汽车起步后发动机起动 第44页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（4） 第45页/共169页发动机驱动发电机第46页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（5）第47页/共169页（3）发动机微加速工况发动机微加速工况第48页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（6）第49页/共169页（4）低栽荷巡航工况低载荷巡航工况 第50页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（7） 第51页/共169页（5）节气门全开加速工况节气门全开加速工况第52页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（8）第53页/共169页（6）减速工况“D”挡减速“D”挡减速行驶第

10、54页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（9） 第55页/共169页“B”挡减速行驶“B”挡减速行驶第56页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（10） 第57页/共169页（7）倒车工况车辆倒车倒车工况第58页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（11）第59页/共169页起动发动机启动发动机 第60页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（12） 第61页/共169页发动机驱动发电机第62页/共169页行星齿轮机构模拟杠杆图（13）第63页/共169页四、丰田混合动力控制系统四、丰田混合动力控制系统1. 混合动力汽车控制系统的组成混合动力汽车控制系统的组成HV控制系统的组成第64页/共169页a)

11、 b)THS控制系统的组成框图第65页/共169页2. 混合动力汽车控制系统主要功能混合动力汽车控制系统主要功能（1）HV ECU控制HV ECU控制原理第66页/共169页HV ECU结构图 第67页/共169页2. 混合动力汽车控制系统主要功能混合动力汽车控制系统主要功能（1）HV ECU控制系统监视控制功能 关闭控制功能上坡辅助控制功能 电动机牵引力控制功能 第68页/共169页雪地起步时驱动轮转速控制功能 雪地起步时驱动轮转速状态第69页/共169页行星齿轮机构运动关系a)行星齿轮机构示意图 b)驱动轮抓地力 c)驱动轮打滑 第70页/共169页电动机牵引力示意图第71页/共169页系

12、统主继电器(SMR)控制功能 系统主继电器第72页/共169页电源打开第73页/共169页电源关闭第74页/共169页（2）发动机ECU控制发动机ECU控制框图第75页/共169页（3）变频器控制 变频器控制示意a) 增压转换功能 b) 降压转换功能 c) 电气供电功能 第76页/共169页（4）制动防滑控制ECU控制再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于VSC+系统）；实际再生制动控制数值；液压制动控制请求（用于下坡辅助控制）；仅用于带VSC+系统的制动防滑控制图第77页/共169页（5）蓄电池ECU控制蓄电池ECU控制原理框图第78页/共169页HV蓄电池状态监视控制 SOC控制 SO

13、C控制第79页/共169页冷却风扇控制 冷却风扇控制框图第80页/共169页（6）汽车碰撞控制 汽车碰撞控制原理 第81页/共169页（7）纯电动机驱动模式控（8）指示灯和警告灯（9）自诊断功能（10）安全保护纯电动驱动模式控制第82页/共169页任务目标任务目标1. 掌握普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、掌握普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理工作原理2. 掌握普锐斯混合动力汽车电动机掌握普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的发电机的结构组成、性能特点结构组成、性能特点3-2 普锐斯混合动力系统主要部件普锐斯混合动力系统主要部件 3. 熟悉普锐斯混合动力汽车的底盘熟悉普锐斯混合动力汽车

14、的底盘 第83页/共169页丰田普锐斯混合动力系统的主要组件的结构和工作原理是什么？第84页/共169页任务分析任务分析要掌握普锐斯混合动力系统主要组件的结构和工作原理，需要以下步骤：分析普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、分析普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理工作原理分析普锐斯混合动力汽车电动机分析普锐斯混合动力汽车电动机/ /发电机的结发电机的结构组成、性能特点构组成、性能特点分析普锐斯混合动力汽车的底盘分析普锐斯混合动力汽车的底盘 132第85页/共169页一、普锐斯混合动力汽车的蓄电池一、普锐斯混合动力汽车的蓄电池蓄电池主组件位置1-检修塞 2-SMR1 3-SMR2 4-S

15、MR3 5-电流传感器 6-前母线模块 7-后母线模块 8-HV蓄电池模块 9-蓄电池ECU 第86页/共169页拆下检修塞1-检修塞 1. 检修塞检修塞第87页/共169页HV蓄电池冷却系统（1）1-排气 2-冷却风扇 3-进气2. HV蓄电池冷却系统蓄电池冷却系统 第88页/共169页HV蓄电池冷却系统（2）第89页/共169页HV镍-氢电池的位置1-镍-氢电池组3. HV镍镍-氢电池氢电池 第90页/共169页蓄电池ECU的位置1-蓄电池ECU 4. 蓄电池蓄电池ECU 第91页/共169页系统主继电器(SMR)5. 荷电状态荷电状态(SOC) 6. 系统主继电器系统主继电器(SMR)第

16、92页/共169页辅助蓄电池 7. 辅助蓄电池辅助蓄电池第93页/共169页二、普锐斯混合动力汽车电动机二、普锐斯混合动力汽车电动机/发电机发电机丰田普锐斯混合动力汽车动力传动系统有两个电动机/发电机：MG1和MG2。1. 电动机电动机/发电机发电机MGl的作用的作用2. 电动机电动机/发电机发电机MG2的作用的作用第94页/共169页3. MG2的输出功率特性和输出转矩特性的输出功率特性和输出转矩特性电动机/发电机MG1、MG2MG1MG2第三代第二代第95页/共169页电动机/发电机MG2输出功率、转矩特性 第96页/共169页三、普锐斯混合动力汽车的底盘三、普锐斯混合动力汽车的底盘1.

17、普锐斯混合动力汽车变速驱动桥的组成普锐斯混合动力汽车变速驱动桥的组成变速驱动桥组成第97页/共169页2. 普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥主要部件普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥主要部件行星齿轮机构变速驱动桥的减振器 MGl和MG2 减速装置 差速器齿轮装置 润滑装置 第98页/共169页3. 普锐斯混合动力汽车的换挡控制系统普锐斯混合动力汽车的换挡控制系统紧凑型选档杆第99页/共169页换换挡控制系统原理第100页/共169页任务目标任务目标1. 熟悉混合动力控制系统的电路及其特点熟悉混合动力控制系统的电路及其特点 3-3 普锐斯混合动力系统的维修普锐斯混合动力系统的维修 2. 掌握混合动力汽

18、车维修安全注意事项掌握混合动力汽车维修安全注意事项 3. 掌握混合动力控制系统的维修掌握混合动力控制系统的维修 4. 掌握混合动力电池系统的维修掌握混合动力电池系统的维修 第101页/共169页混合动力汽车结构复杂，故障率相对较高，如果混合动力出现故障该如何进行检修呢？第102页/共169页任务分析任务分析混合动力系统出现故障，要对其进行检修，需以下几个步骤：分析混合动力控制系统的电路及其特点、组件位置分析混合动力控制系统的电路及其特点、组件位置 掌握混合动力汽车维修安全注意事项掌握混合动力汽车维修安全注意事项对混合动力系统进行维修对混合动力系统进行维修132第103页/共169页一、混合动力

19、控制系统维修一、混合动力控制系统维修1. 混合动力控制系统维修注意事项混合动力控制系统维修注意事项（1）对高压系统进行操作时断开电源1）确保电源开关关闭。2）从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。3）一定要戴绝缘手套。绝缘手套注意：断开电源之后，DTC(故障诊断码)也会被清除，因此断开电源之前必须检查DTC 第104页/共169页4）拆下检修塞 拆下检修塞1-检修塞5）放置车辆5min。至少需要5min对变频器内的高压电容器进行放电第105页/共169页（2）使用绝缘手套的注意事项检查绝缘手套 第106页/共169页（3）线束和连接器的注意事项高压电路的线束和连接器都是橙色；HV蓄电池等的高压零件都

20、贴有“高压”警示，小心不要触碰到这些配线。（4）进行维修或检查时的注意事项1） 开始工作前，一定要断开电源。2） 检查、维修任何高压配线和零件时，必须戴绝缘手套。3） 在对高压系统进行操作时， 用类似“高压工作，请勿靠近!” 的警告牌警示其他人员。第107页/共169页4）不要携带任何类似卡尺或测量卷尺等的金属物体，因为这些物体可能掉落而引起短路；拆下任何高压配线后，立刻用绝缘胶带将其绝缘。隔离外露区域第108页/共169页5）一定要按规定力矩将高压螺钉端子拧紧，力矩不足或过量都可能导致故障。6） 完成对高压系统的操作后和重新安装检修塞前， 应再次确认在工作平台周围没有遗留任何零件或工具， 并

21、确认高压端子已拧紧、连接器已连接。第109页/共169页2. 普锐斯混合动力控制系统电路及主要部件位置普锐斯混合动力控制系统电路及主要部件位置（1）混合动力控制系统电路图 混合动力控制系统电路图（1）第110页/共169页混合动力控制系统电路图（2）第111页/共169页混合动力控制系统电路图（3）第112页/共169页混合动力控制系统电路图（4）第113页/共169页（2）混合动力控制系统主要部件位置普锐斯混合动力控制系统主要部件位置（1）第114页/共169页普锐斯混合动力控制系统主要部件位置（2） 第115页/共169页蓄电池系统主要部件位置第116页/共169页3. 混合动力系统的检查

22、混合动力系统的检查（1）检查变频器变频器连接端子 第117页/共169页（2）检查转换器 HV系统警告灯 HV系统警告灯 放电警告灯第118页/共169页1）检查运行情况“READY”灯第119页/共169页2）检查输出电流断开连接器（1） 第120页/共169页3）检查输入输出信号断开连接器（2） 连接器端子第121页/共169页（3）检查速度传感器速度传感器第122页/共169页连接器A连接器B第123页/共169页（4）检查温度传感器 温度传感器位置第124页/共169页连接器C端子间的电阻岁温度传感器温度的变化第125页/共169页（5）检查加速踏板位置混合动力车辆控制ECU端子第12

23、6页/共169页4. 混合动力控制系统的故障诊断混合动力控制系统的故障诊断 （1）故障诊断步骤步骤1：车辆进入车间；步骤2：分析客户所述故障；步骤3：将智能测试仪（IT-）连接到DLC3(数据链路连接器)，如果测试仪显示通信故障，检查DLC3；步骤4：检查并记录DTC和定格数据，如果输出与CAN通信系统有关的故障的DTC，则首先检查并修理cAN通信；步骤5：清除DTC； 第127页/共169页步骤6：故障症状确认，若故障未出现，进行步骤7；若故障出现，进行步骤8；步骤7：症状模拟； 步骤8：检查DTC；步骤9：查DTC表； 步骤10：电路检查；步骤11：故障识别； 步骤12：调整和或修理；步骤

24、13：确认故障试验； 步骤14：结束。第128页/共169页智能测试仪(intelligent tester ）第129页/共169页（2）故障自诊断系统蓄电池警告灯 发动机检查警告灯 第130页/共169页智能测试仪与车辆的数据链路连接器3(DLC3)的连接第131页/共169页1）检查DLC3数据链路连接器3(DLC3) 第132页/共169页2）检查辅助蓄电池3）检查CHK ENG灯4）DTC检查清除检查DTC系统选择第133页/共169页检查定格数据和信息 定格数据第134页/共169页信息代码（INF代码）显示第135页/共169页详细信息第136页/共169页显示的信息第137页/

25、共169页检查DTC（总线检查） 总线检查 第138页/共169页通信故障DTC第139页/共169页检查DTC(除混合动力控制系统外) DTC显示第140页/共169页清除DTC清除DTC第141页/共169页5. 故障诊断实例故障诊断实例驱动电动机变频器电压过低故驱动电动机变频器电压过低故障障 DTC码INF代码DTC检测条件故障可能发生部位POA78266变频器电压(VH)传感器电路开路或GND短路线束或连接器带转换器的变频器总成HV控制ECUPOA78267变频器电压(VH)传感器电路+B短路线束或连接器带转换器的变频器总成HV控制ECU 驱动电动机变频器电压过低故障DTC码含义 第1

26、42页/共169页（1）电路电路图第143页/共169页变频器电压传感器输出电压第144页/共169页（2）检查步骤变频器连接器第145页/共169页变频器电压传感器电路第146页/共169页HV控制ECU连接器第147页/共169页二、混合动力电池系统维修二、混合动力电池系统维修1. 混合动力电池系统控制功能混合动力电池系统控制功能（1）HV蓄电池总成管理和安全保护功能（2）蓄电池鼓风机电动机控制第148页/共169页2. 混合动力电池系统电路混合动力电池系统电路 HV系统蓄电池系统电路图 第149页/共169页HV系统蓄电池系统电路图 第150页/共169页3. HV蓄电池总成主要部件蓄电