普锐斯混合动力汽车自年问世至年全新普锐斯推出,已更迭了五代,第二代普锐斯年12月在中国上市。THSII通过一系列的技术改革使发动机动力与马达动力的协同效率得到极大程度的发挥,在提高环保性能和动力性能的同时,革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放得到了全世界的高度评价。年1月10日消息,丰田汽车宣布开始销售全新的Prius系列HEV混动车型,并将在月左右推出PHEV插电式混合动力车型。
一、混动结构概述
Prius混合动力系统主要由发动机、MG1、MG2、行星齿轮机构、HV蓄电池、电机控制器、减速齿轮、差速器等组成。发动机ECU根据HVECU发送过来的转速和动力需求信号,控制ETCS-i系统、燃油喷射、点火正时和VVT-i系统;MG1在发动机启动时作为起动机使用,在发动机启动后作为发电机使用;MG2在电力驱动时作为电动机驱动汽车,在减速制动能量回收时作为发电机使用;MG1、MG2、行星齿轮排、减速齿轮共同组成E-CVT无级变速机构;电机控制器是动力电池和驱动电机之间能量传输的装置,由:DC-DC、逆变整流器、直流转换器和空调变频器等部件组成。
Prius-THS-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-VTHS-Ⅱ实物分布图THS-Ⅱ连接关系图二、重要部件分析
行星齿轮机构由:太阳轮、行星架和齿圈三部件组成,太阳轮在最内侧,行星架在太阳轮和齿圈之间,齿圈套在最外面,三者共同组成一个行星排。因行星架齿轮自转同时又公转,数学公式计算传动比太阳轮最小、齿圈较大、行星架最大,三者组合形成变速。行星齿轮机构输入轴和输出轴在同一水平线上,传递动力时可以进行功率分流,因此被广泛应用于各种机械传动系统中,如:减速器、增速器、变速器等装置。
00:18单行星排运动规律三、工作过程详解
普锐斯混合动力系统运用串联式、并联式和混联三种方式,集成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独立驱动或共同驱动车轮;制动减速时发动机自动停止运行,减少能量浪费的同时回收能量;加速反应快捷而顺畅。
能量传输路线1、低速运行,MG2单独工作,能量由高压电池经电机控制器送至MG2电机。MG2—齿圈正转,发动机—行星架不转动,MG1—太阳轮不加载反转。
低速动力传输路线2、加速运行,MG2和发动机同时提供驱动力矩。在MG2运行同时,HVECU控制MG1工作增加阻力矩,齿圈正传、行星架正传、太阳轮正传,发动机启动(发动机转速升高时,MG1增加阻力矩作为发电机发电)。
加速时动力传递路线、正常行驶,发动机单独为车辆提供动力,同时带动MG1发电给电池充电。行星架正传,齿圈正传,太阳轮反转发电。
正常行驶时动力传递路线4、减速运行,发动机停止运行,能量通过MG2回收。发动机—行星架不动,车轮带动齿圈正传发电,太阳轮—MG1反转。
减速时动力传递路线00:8温馨提示:电机转动不一定发电。发动机与MG2动力平衡是一个非常复杂的动态关系,因本人认知有限不当之处敬请批评指正!