丰田普锐斯混合动力汽车构造与维修

§3-1丰田混合动力系统

§3-2普锐斯混合动力系统主要部件

§3-3普锐斯混合动力系统的维修

1.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2.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4.熟悉丰田混合动力控制系统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？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点3分析丰田混合动力系统的组成和工作原理2分析丰田混合动力控制系统一、普锐斯混合动力汽车技术特点THS-Ⅱ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）1.Atkinson循环发动机2.“线控（by-wire）”技术3.电控无级变速器4.电动牵引力控制5.电子换挡杆电子换挡示意图6.电控制动系统（ECB）7.用户定制车身电器系统8.智能驻车辅助系统9.全电动空调系统电动空调压缩机10.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

11.LED停车灯12.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)启动汽车c)开启尾门

13.坡道起步辅助控制14.增强型车辆稳定控制系统（VSC+）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）丰田混合动力系统主要部件的位置（2）1.HV（混合动力汽车）变速驱动桥

MG1和MG21-MG12-MG2发电机（MGl）和电动机（MG2）电路图发电机（MGl）和电动机（MG2）的工作原理2.HV蓄电池

HV蓄电池3.变频器总成变频器总成（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。（2）变频器总成的工作原理变频器电路图①增压转换器增压转换器电路图②DC／DC转换器DC/DC转换器电路图③空调变频器空调变频器电路图变频器、发电机（MGl）和电动机（MG2）的冷却系统④发电机（MGl）和电动机（MG2）冷却系统4.HVECU5.发动机ECU6.蓄电池ECU7.制动防滑控制ECU8.加速踏板位置传感器传感器位置1-霍尔IC2-磁轭3-加速踏板臂

加速踏板位置传感器电路图

9.挡位传感器10.SMR（系统主继电器）11.互锁开关（用于变频器盖和检修塞）12.断路器传感器13.检修塞14.电线高压电线1-接线盒2-变频器3-空调压缩机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-DC12V(+)三、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（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（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

（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2.工作原理车辆行驶状况

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-MG14-太阳轮5-环齿圈6-MG27-行星架普锐斯用的行星齿轮机组

表示行星轮系角速度关系的模拟杠杆（1）准备启动状态准备启动状态行星齿轮机构模拟杠杆图（1）启动后蓄电池充电行星齿轮机构模拟杠杆图（2）

（2）起步工况起步工况行星齿轮机构模拟杠杆图（3）

汽车起步后发动机起动

行星齿轮机构模拟杠杆图（4）

发动机驱动发电机行星齿轮机构模拟杠杆图（5）（3）发动机微加速工况发动机微加速工况行星齿轮机构模拟杠杆图（6）（4）低栽荷巡航工况低载荷巡航工况行星齿轮机构模拟杠杆图（7）（5）节气门全开加速工况节气门全开加速工况行星齿轮机构模拟杠杆图（8）（6）减速工况①“D”挡减速“D”挡减速行驶行星齿轮机构模拟杠杆图（9）

②“B”挡减速行驶“B”挡减速行驶行星齿轮机构模拟杠杆图（10）

（7）倒车工况①车辆倒车倒车工况行星齿轮机构模拟杠杆图（11）②起动发动机启动发动机

行星齿轮机构模拟杠杆图（12）

发动机驱动发电机行星齿轮机构模拟杠杆图（13）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HV控制系统的组成a)b)THS控制系统的组成框图2.混合动力汽车控制系统主要功能（1）HVECU控制HVECU控制原理HVECU结构图

2.混合动力汽车控制系统主要功能（1）HVECU控制①系统监视控制功能②关闭控制功能③上坡辅助控制功能④电动机牵引力控制功能⑤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

电动机牵引力示意图⑥系统主继电器(SMR)控制功能系统主继电器电源打开电源关闭（2）发动机ECU控制发动机ECU控制框图（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

（4）制动防滑控制ECU控制①再生制动力请求；电动机牵引力控制请求（用于VSC+系统）；②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）；③仅用于带VSC+系统的制动防滑控制图（5）蓄电池ECU控制蓄电池ECU控制原理框图①HV蓄电池状态监视控制②SOC控制SOC控制③冷却风扇控制冷却风扇控制框图（6）汽车碰撞控制汽车碰撞控制原理

（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1.掌握普锐斯混合动力汽车蓄电池的结构组成、工作原理2.掌握普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的结构组成、性能特点§3-2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？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、工作原理分析普锐斯混合动力汽车电动机/发电机的结构组成、性能特点分析普锐斯混合动力汽车的底盘132一、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-SMR13-SMR24-SMR35-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拆下检修塞1-检修塞

1.检修塞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HV蓄电池冷却系统（2）HV镍-氢电池的位置1-镍-氢电池组3.HV镍-氢电池蓄电池ECU的位置1-蓄电池ECU

4.蓄电池ECU系统主继电器(SMR)5.荷电状态(SOC)6.系统主继电器(SMR)辅助蓄电池7.辅助蓄电池二、普锐斯混合动力汽车电动机/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/发电机MGl的作用2.电动机/发电机MG2的作用3.MG2的输出功率特性和输出转矩特性电动机/发电机MG1、MG2MG1MG2第三代第二代电动机/发电机MG2输出功率、转矩特性

三、普锐斯混合动力汽车的底盘1.普锐斯混合动力汽车变速驱动桥的组成变速驱动桥组成2.普锐斯混合动力汽车的变速驱动桥主要部件①行星齿轮机构②变速驱动桥的减振器③MGl和MG2④减速装置⑤差速器齿轮装置⑥润滑装置3.普锐斯混合动力汽车的换挡控制系统紧凑型选档杆换换挡控制系统原理1.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

2.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4.掌握混合动力电池系统的维修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？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

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132一、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（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

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（2）使用绝缘手套的注意事项检查绝缘手套

（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。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，

并确认高压端子已拧紧、连接器已连接。2.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）混合动力控制系统电路图（2）混合动力控制系统电路图（3）混合动力控制系统电路图（4）（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）普锐斯混合动力控制系统主要部件位置（2）

蓄电池系统主要部件位置3.混合动力系统的检查（1）检查变频器变频器连接端子

（2）检查转换器HV系统警告灯

HV系统警告灯

放电警告灯1）检查运行情况“READY”灯2）检查输出电流断开连接器（1）

3）检查输入／输出信号断开连接器（2）

连接器端子（3）检查速度传感器速度传感器连接器A连接器B（4）检查温度传感器温度传感器位置连接器C端子间的电阻岁温度传感器温度的变化（5）检查加速踏板位置混合动力车辆控制ECU端子4.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Ⅱ（IT-Ⅱ）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；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13：确认故障试验；步骤14：结束。