项目二 任务一 普锐斯混合动力系统的结构组成

普锐斯混合动力系统的结构组成项目二混合动力汽车动力系统结构与控制技术任务1混合动力系统结构认识主讲教师：刘钢邢合理

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成普锐斯混合动力系统的结构组成普锐斯混合动力汽车的混合动力系统（ToyotaHybridSystem，THS-Ⅱ），使用汽油机和电动机两种动力，通过串行和并行相结合的方式进行工作，达到高效率、低排放的效果。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成（1）HV变速驱动桥HV变速驱动桥位于车辆前部，变频器总成下方。由MG1、MG2和行星齿轮组等组成，实现车辆变速驱动功能。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成（1）HV变速驱动桥HV变速驱动桥位于车辆前部，变频器总成下方。由MG1、MG2和行星齿轮组等组成，实现车辆变速驱动功能。

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学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成1）发电机（MG1）。发电机（MG1）由发动机带动旋转产生高压电以操作电动机（MG2）或为HV蓄电池充电。同时，它还可以作为起动机起动发动机。2）电动机（MG2）。由发电机（MG1）或为HV蓄电池的电能驱动，产生车辆动力。制动期间或制动踏板未被踩下时，它产生电能为HV蓄电池再次充电（再生制动控制）。3）行星齿轮组。以适当的比例分配发动机驱动力来直接驱动车辆和发电机（MG1）。MG1电机MG2电机

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成丰田混合动力系统MG1和MG2电机均采用了交流永磁同步电动机，它可以高效输出大扭矩直至高转速范围，并能自由控制电动机的转速和扭矩。丰田还成功的制造出更加紧凑，重量轻，高效的电动机，可以更平滑的启动/加速。项目发电机（MG1）电动机（MG2）类型永磁铁交流同步电动机永磁铁交流同步电动机功能发电机、发动机的起动机发电机、驱动车轮最高电压VAC500AC500

最大输出功率kw/rpm37.8/950050/1200～1540最大转矩N·m/rpm45/0～6000400/0～1200最大转矩时的电流值Arms75230最大转速rpm100006700冷却系统水冷水冷Prius发电机（MG1）和电动机（MG2）技术参数

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成MG1/MG2电机的工作原理发电机（MG1）和电动机（MG2）为永磁电动机，其三相交流电经过定子线圈的三相绕组时，电动机内产生旋转磁场。通过以转子的旋转位置和转速控制旋转磁场从而使转子的永磁铁受到旋转磁场的吸引产生转矩，产生的转矩可用于与电流相匹配的所有用途，而转速由交流电的频率控制。此外，通过对旋转磁场和转子磁铁的角度作适当的调整，可以产生较大的转矩和较高的转速。

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变频器总成变频器总成位于车辆前部左侧，实现变压器、转换器、交直流变换升压等功能。打开普锐斯发动机舱盖，白色的铝盒就是变频器。如果沿着逆变器左边的冷却水壶划一条线则左边是传统的发动机部分，右边则是电机，变频器器，行星齿轮等部件。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成变频器总成的功用①变频器总成将HV蓄电池高压DC（HV蓄电池）转换为三相交流电来驱动发电机（MG1）和电动机（MG2）。②变频器总成中的增压转换器将HV蓄电池DC201.6V的额定电压提升到DC500V，提升电压后，变频器将直流电转换为交流电。③为空调压缩机提供电能。④通过DC/DC转换为辅助电池充电。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成变频器总成的组成①增压转换器②DC/DC转换器③冷却系统

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成1）增压转换器增压过程：将HV蓄电池输出的额定电压DC201.6V增压到DC500V（第三代Prius为DC650V）的最高电压。转换器包括IPM（智能功率模块）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）。通过这些组件，转换器将电压升高。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成降压过程：发电机（MG1）或电动机（MG2）作为发电机工作时，变频器通过其将交流电（AC201.6～500V）转换为直流电，然后增压转换器将其降低到DC201.6V，为HV蓄电池充电，电压的调节由IGBT（绝缘栅双极晶体管）完成。

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2）DC/DC转换器车辆的辅助设备，如车灯、音响系统、空调系统（除空调压缩机）和ECU，题目都由DC12V的供电系统供电。由于THS-Ⅱ发电机输出额定电压为DC201.6V，因此需要转换器将电压降低到DC12V来为辅助蓄电池充电。DC/DC转换器安装于变频器的下部。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成3）冷却系统车辆采用了配备有水泵的发电机（MG1）和电动机（MG2）冷却系统，而且将其与发动机冷却系统分开。冷却系统的散热器集成在发动机的散热器中。这样，散热器的结构得到简化，空间也得到有效利用。

学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成（3）HV蓄电池混合动力HV蓄电池位于车辆后备箱，由168个镍氢电池模块组成，其每一个模块由6个串联的1.2V电池组成，共有28个模块串联成电池组，电池组电压为201.6V，主要为MG2（电动机/发电机）提供电能。HV电池配置有服务插销，在对蓄电池进行检查或维修时拆下检修塞，以切断HV蓄电池的高压电路。服务插销

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学习目标知识准备普锐斯混合动力系统的结构组成HV蓄电池在充放电过程中会散发热量，为了保证蓄电池能正常工作，HV蓄电池ECU通过控制冷却风扇来进行散热。在工作时，蓄电池ECU根据HV蓄电池内部3个蓄电池温度传感器和进气温度传感器给出的信号将HV蓄电池温度控制在合适的范围。

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高压线缆高压电线将变频器与HV蓄电池、发动机（MG1）、电动机（MG2）以及空调压缩机等部件相连，用以传输高电压、大电流。高压电线一端接在