由Prius了解混合电动汽车的构造

1、由Prius了解混合电动汽车的构造广东工业大学机电学院 Prius(普锐斯)是丰田汽车公司的一款混合动力车，2006年1月在中国上市。油耗低，适合城市使用。环保性能好。Page 2前言学习电动汽车首先要熟悉其基本构造，这里我们通过丰田汽车公司的Prius-一款非常典型的混合动力汽车，来介绍电动汽车的基本构造，包括其基本电器元件以及其相关参数。只有了解着一些才能更好的着手去做关于HV的仿真模型进行分析。Page 3目录 Hybrid Vehicles关于PuruisiPuruisi总体结构Puruisi各部分组成说明后记前言Page 4关于普锐斯普锐斯是在2001年上市的，到2004年推出第二代

2、，其相关参数如下表：电动汽车排放的相关代号：MPG：miles per gallon 每加仑燃料所行英里数,英里/加仑。排放量依次增加排放量依次增加Page 5关于普锐斯目前现行的混合动力系统模式 分为串联式、并联式和混联式，普锐斯搭载的混联式混合动力系统，集合了各式混合动力系统的优势；发动机和发电机可根据行驶状况共同驱动或分开单独使用停驶时自动停止发动机，减少能量浪费更有效地控制发动机和电动机，加速反应快捷而顺畅其结构左如左图，在advisor中其仿真模型如右图：Page 6普锐斯总体结构主要组成：1：内燃机（IC Engine） 2：电动发电机（Motor Generator） 3：电动发

3、电机 4：行星齿轮组（Planetary Gear Set） 5：电流转换器（Inverter） 6：电池组（Battery） 7：控制单元（ECU）Page 7HV各组成部分- IC Engine内燃机内燃机1.5L排量，并采用VVT-iVVT-i （根据发动机的状态控制进气凸轮轴，从而在所有速度范围内提高扭矩 ）技术，ETCS-i（智能电子节气门节气门系统系统 ）HV的发动机和普通汽车的发动机一样，不过尺寸上由于对空间的需求要小与普通汽车，要更显得精致，可靠。Page 8HV各组成部分-电动发动机电动发动机MG主要用于启动发动机，对主要用于启动发动机，对电池充电，当电池充电，当MG2工作时

4、为其工作时为其提供电力，此外，还可以通过提供电力，此外，还可以通过控制转矩保持传动系统的正常控制转矩保持传动系统的正常工作。工作。Motor Generator 1Page 9HV各组成部分-电动发动机电动发动机Motor Generator2电动发动机电动发动机主要用于在低速时提主要用于在低速时提供牵引力，在高速时又可以补充动供牵引力，在高速时又可以补充动力，让发动机与汽车协调运作，发力，让发动机与汽车协调运作，发挥最优越的性能，并可以在制动时挥最优越的性能，并可以在制动时储存电能，使其更加环保，节能！储存电能，使其更加环保，节能！Page 10补充：MG1&MG2的相关参数Page

5、 11补充：关于MG2MG2MG2在在HVHV的运行中起到关键作用，因此对其性能也要要求更的运行中起到关键作用，因此对其性能也要要求更加严格，对比与加严格，对比与0303与与0404的普锐斯，两者的的普锐斯，两者的MG2MG2就有所不同，就有所不同，0404款的电磁线圈排列做出了一定的调整，由传统的圆柱型排款的电磁线圈排列做出了一定的调整，由传统的圆柱型排列调整为列调整为V V型排列，这样就大大增加了磁力转矩，可以增加型排列，这样就大大增加了磁力转矩，可以增加50%50%。其结构如下图：。其结构如下图：Page 12HV各组成部分-行星齿轮组（PSD）Power Split Device 所谓

6、混合动力行星齿轮动力传动系所谓混合动力行星齿轮动力传动系统实际上是一个具有统实际上是一个具有2个自由度的个自由度的单排差动行星齿轮机构，其中发动单排差动行星齿轮机构，其中发动机作为输入件，发电机、电动机机作为输入件，发电机、电动机发电机分别与两输出件相连，发电发电机分别与两输出件相连，发电机用于能量分流，实现调速，与电机用于能量分流，实现调速，与电动机发电机相连的构件则用于输动机发电机相连的构件则用于输出驱动车辆的动力，与电动机发出驱动车辆的动力，与电动机发电机相连构件的输出轴称为混合动电机相连构件的输出轴称为混合动力行星齿轮传动系统的输出轴力行星齿轮传动系统的输出轴。Page 13HV各组成

7、部分-电流转换器Inverter Assembly转换器将从电池输送出来转换器将从电池输送出来的高压直流电转换成三项的高压直流电转换成三项交流电并传送给交流电并传送给MG1MG1和和MG2MG2，这个转换过程是由这个转换过程是由ECUECU来控来控制的，同时转换器也会反制的，同时转换器也会反馈电流与电压信号给馈电流与电压信号给ECUECU。Page 14补充：转换器的控制程序示意图Page 15HV各组成部分-电池组HV BatteryHVHV电池组包括由电池组包括由6 6块块1.2V1.2V的镍氢的镍氢蓄电池蓄电池 单元组成一个模块，不单元组成一个模块，不同型号的普锐斯所包含的模块同型号的普

8、锐斯所包含的模块数量也不同，具体参照左图。数量也不同，具体参照左图。Page 16补充：电池组的组成主要包括：电池单元，电池单元主要包括：电池单元，电池单元ECU，系统总继电器，系统总继电器Page 17补充：关于SMRSMR，总继电器，总继电器，即起到控制电路的即起到控制电路的作用，例如：当充作用，例如：当充电的时候电的时候SMR1与与SMR3接通，接通，RESISTOR（电阻）（电阻）起到限流的作用以起到限流的作用以保护电路，当充电保护电路，当充电完毕后断开完毕后断开SMR1，接通接通SMR2，使电流，使电流流通。流通。Page 18补充：电池组的冷却当电池组工作时，肯当电池组工作时，肯定

9、会产生热量，热量定会产生热量，热量不及时的散去必定会不及时的散去必定会影响电池组的正常工影响电池组的正常工作以及其使用寿命，作以及其使用寿命，所以所以HVHV具备了电池散具备了电池散热系统，包括循环冷热系统，包括循环冷却水和散热片的形式却水和散热片的形式辅助电池冷却，当辅助电池冷却，当ECUECU检测到电池组过检测到电池组过热时就会启动冷却系热时就会启动冷却系统，维持电池组处于统，维持电池组处于正常工作状态。正常工作状态。Page 19HV各组成部分-控制单元ECUECUECU是是HVHV整车的控制单元，其接受整车的控制单元，其接受来自各个传感器的信息，并对其进来自各个传感器的信息，并对其进行

10、分析转换，并将分析后得到的最行分析转换，并将分析后得到的最佳动作分配给执行单元，控制整车佳动作分配给执行单元，控制整车的运行状况，使其始终在最佳状态的运行状况，使其始终在最佳状态运行。运行。例如：其可以控制例如：其可以控制MG1MG1和和MG2MG2的运行，的运行，控制控制SOCSOC（State of ChargeState of Charge），使），使电池的温度保持适中等。电池的温度保持适中等。Page 20后记哥本哈根气候大会想必是目前最热门的话题，随着温室效应的日益严峻，哥本哈根气候大会想必是目前最热门的话题，随着温室效应的日益严峻，关于废气排放问题被提上国际议程，在废气的排放中，车辆的尾气占了关于废气排放问题被提上国际议程，在废气的排放中，车辆的尾气占了很大的一部分，因此发展新能源汽车，推广发展混合动力汽车是一项全很大的一部分，因此发展新能源汽车，推广发展混合动力汽车是一项全球性的发展模式，研究混合动力汽车，