混合动力传动桥 (MG1, MG2) 带转换器的变频器总成
HV电池
混合动力传动桥
概要 – 混合动力传动桥主要由下列组件构成
马达减速行星齿轮 MG2
动力分配行星齿轮
组合齿轮单元
油泵 (机械型) 传动桥 减震器 MG1 主减速
驱动齿轮
中间轴齿轮
主减速 从动齿轮 P410 混合动力 传动桥
差速器小齿轮
混合动力传动桥
混合动力传动桥
MG (马达发电机) – MG 通过3相交流电旋转
混合动力传动桥
MG (马达发电机) – 定子线圈的极性和磁性时刻变化
混合动力传动桥
MG (马达发电机) – 永久磁铁转子因为定子线圈的吸引和排斥旋转
混合动力传动桥
MG (马达发电机)
混合动力传动桥
MG (马达发电机)
混合动力传动桥
输出 轴
定子 转子 [磁阻马达]
驻车锁止执行器
混合动力传动桥
驻车锁止执行器 – 控制磁阻马达 • 磁性引力使转子旋转
电磁铁 磁性引力
: 电流流向
W V U W V
U
V
W
U
V
W
U
V
W
U V U U
V
W
U V V U U
V
W
U V V U
W
W
W
W
W
混合动力传动桥
驻车锁止执行器 – Cycloid减速机构 • 确保完成释放操作
HV电池 动力管理控制 ECU(HV CPU) ECM 发动机 带转换器的变频器总成
马达 (MG2)
变频器 混合动力传动桥
发电机(MG1)
增压转换器
DC/DC 转 换器
辅助电池
带马达的压缩机总成(带 变频器)
: 高电压线束
高电压线束
概要 – 高电压线束承受高电压，高电流
高电压线束 网状屏蔽线
护套
高电压线束
带转换器的变频器总成
带转换器的变频器总成
概要
HV电池 (DC 244.8 V)
带转换器的变频器总成
增压转换器 (DC 244.8 V DC 650 V [max.]) 变频器 (DC AC)
传动桥
电池模块
SMR
MG2
MG1
for MG2 DC/DC 转换器 [辅助电池] (DC 244.8 V DC 14 V)
L110L [LS600h]
混合动力传动桥
机械油泵 – 发动机通过主轴驱动油泵以润滑齿轮
机械油泵 油泵转子轴 油泵主动齿轮 油泵从动齿轮
油泵盖
发动机
混合动力传动桥
驻车锁止执行器 – 结合或脱开传动桥驻车锁止机械机构
组合齿轮 • 驻车锁止齿轮
驻车锁止执行器 驻车锁止机械机构
混合动力传动桥
驻车锁止执行器 – 变速器控制ECU控制驻车锁止执行器
DC/DC 转换器
变频器总成
HV电池 可变电压 系统
MG1
变频器
MG2
DC – DC 转换器 DC AC AC 244.8V AC 12V AC DC
DC 14V 辅助电池 12V 电压系统 (ECU 等.)
DC 244.8V
带转换器的变频器总成
DC/DC 转换器 – DC-DC 转换器的运作
-
A
A
A
+Vd
0V -Vd
B B
AC电压
带转换器的变频器总成
变频器 – 产生正弦波AC电压
Ton 面积 相等 Vi
=
Ts
Vd
Ts
Vd
控制l“Ton” 产生 正弦波型 AC
带转换器的变频器总成
变频器 – 马达运作
变频器
IPM IPM
MG
U W V
ON
ON
带转换器的变频器V电池 (电池模块) – 6 单元 (7.2 V) x 34 模块= DC 244.8 V
34 电池模块 单元 (1.2 V)
电池模块 (6 cell = 7.2 V)
+ - + -+ -+ - + - + - + - + - + - + -+ - + -+ -+ -
- + - +- +- +- +- +- +- + - +- +- +- +- +- +
锁止/解锁 请求
动力管理控制ECU(HV CPU)
变速器控制 ECU
控制 位置
“P”或“非P” 混合动力传动桥 驻车锁止机械机 构 P位置开关 换挡杆位置 传感器
驻车锁止执行器
混合动力传动桥
驻车锁止执行器 – 磁阻马达 • 不使用碳刷和磁铁
换档控制马达
减速机构
W相
磁铁
线圈
V相 U相
旋转角度传感器 (Hall IC)
中间轴齿轮 (组合齿 轮) [组合齿轮单元]
混合动力传动桥
组合齿轮单元 – 齿轮传动链
动力分配装置 • 太阳轮: MG1 • 行星齿轮架: 发动机 • 齿圈: 组合齿轮 (到车轮) 马达减速装置 • 太阳轮: MG2 • 行星齿轮架: 固定 • 后齿轮: 组合齿轮 (到车轮)
发动机
MG1
MG2
到前轮
变频器 – 发电机运作
变频器
到可变电压系统
再生电压
IPM IPM
MG
U W V
带转换器的变频器总成
变频器 – 发电机运作
变频器
到可变电压系统
再生电压
IPM IPM
MG
U W V
带转换器的变频器总成
变频器 – 运作 (0－扭矩控制)
变频器
V1
车轮旋转 产生了电压
IPM
IPM
MG
U W V
V2
ON
抵消产生的电压 (V1 = V2)
34 电池模块
HV接线盒总 成
服务插销
HV电池总成
HV电池 (电池模块) – SOC (充电状况) 指示HV电池的充电状况
SOC的充电举例
充电过度范围 SOC控制上限
放电
目标SOC
SOC
SOC 控制下限 放电过度范围 时间
充电
HV电池总成
服务插销 – 手动关闭高电压电路
服务插销
主保 险丝 19 电池模块 + 9 电池模块 互锁开关
MG (马达发电机) – 马达转速和扭矩
马达扭矩由电流大小控制 马达转速由电流频率控制
高扭矩
高速
低扭矩
低速
混合动力传动桥
传动桥减震器 – 当传输较大动能时能减轻振动
传动桥减震器
混合动力传动桥
油泵 – 2种类型油泵 • 机械油泵 • 电子油泵(GS450h和LS600h)
机械油泵
电子油泵
P410 [PRIUS (ZVW30)]
概要 –系统图
带转换器的变频器总成
增压转换器 (DC) 变频器 (AC)
IGBT
IGBT
IPM
IPM MG1
反应器
HV电池
MG2
DC/DC 转 换器
MG ECU 动力管理控制ECU(HV CPU)
带转换器的变频器总成
变频器 – AC电压的产生
A
: S1和S4 转到ON +
B : S2和S3转到ON
齿轮传动链
动力分配 行星齿轮 发动机 马达减速 行星齿轮 油泵 组合齿轮单元
传动桥减震 器 MG1 中间轴齿轮
MG2
差速器小齿轮
主减速从动齿轮
混合动力传动桥
组合齿轮单元 – 结构
驻车锁止齿轮 齿圈 (马达减速行星齿轮) 中间轴齿轮
齿圈 (动力分配行星齿轮)
动力分配行星齿 轮 单元 马达减速行星齿轮 单元
for MG1
DC 244.8 V
MG ECU
带马达的压缩机 总成
辅助电池 动力管理控制 ECU(HV CPU)
带转换器的变频器总成
概要 – 主要组件
变频器端子盖 智能动力模块 (IPMs)
互锁开关 (变频器端子盖)
电容 反应器 变频器电流传感器 DC/DC 转换器 部分
MG ECU
带转换器的变频器总成
HV电池总成
SMR (系统主继电器) – 结构
HV电池总成
冷却风扇
进气口 (桌椅右侧)
服务插销连接器
HV电池总成
HV电池 (电池模块) – 高电压的应用
带转换器的变频器总成
车辆行驶
增压转换器
变频器 for MG2 AC
DC 244.8 V
DC 12 V系统充电
DC-DC 转换器（辅助电池）
混合动力传动桥
DC 14 V
HV电池 辅助电池
驱动A/C压缩机
DC 244.8 V 带马达的压缩机总成(带 变频器)
组件
THS II 主要组件
辅助电池 发动机 HV电池
带马达的压缩 机总成(带变频 器)
高电压线束 动力管理控制ECU (HV CPU) 带转换器的变频器总成 • 增压转换器 • 变频器 • DC/DC 转换器
混合动力传动桥 • 发电机(MG1) • 马达(MG2)
组件
THS II 主要组件 – 系统图
变频器
控制 增压转换器
HV电池总成
电源提供 – 2个电池
HV电池 (DC 244.8V)
辅助电池 (DC 12V)
用于高电压系统 (MG, A/C压缩机)