豐田普銳斯油電混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由MG1、 MG2、 HV蓄電池、變頻器、發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、差速器等組成。
根據(jù)車輛的行駛狀況，普銳斯高效率地綜合使用兩種動(dòng)力一一發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)／發(fā)電機(jī)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要?jiǎng)恿Α?br /> 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分為兩部分：由混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋中行星齒輪組提供給車輪的動(dòng)力和提供作為發(fā)電機(jī)的MG1的動(dòng)力�；旌蟿�(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋包括MG1、MG2和行星齒輪組，并且在這些組件的配合下，通過無級(jí)變速使車輛平穩(wěn)地行駛。
混合動(dòng)力系統(tǒng)ECU
混合動(dòng)力系統(tǒng)ECU的控制根據(jù)請(qǐng)求扭矩、再生制動(dòng)控制和HV蓄電池的SOC（充電狀態(tài)）控制發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）和發(fā)動(dòng)機(jī)。具體工作狀態(tài)由擋位、加速踏板踩下角度和車速來確定。混合動(dòng)力系統(tǒng)ECU監(jiān)控HV蓄電池的SOC和HV蓄電池的溫度、發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）以對(duì)這些項(xiàng)目實(shí)施最優(yōu)控制。車輛處于“空擋（N）”擋時(shí)，HVECU實(shí)施關(guān)閉控制，自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）。車輛在陡坡上松開制動(dòng)而啟動(dòng)時(shí)，上坡輔助控制可以防止車輛下滑。如果驅(qū)動(dòng)輪在沒有附著力時(shí)空轉(zhuǎn)，HVECU提供電動(dòng)機(jī)牽引力控制，抑制電動(dòng)機(jī)（MG2）旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而保護(hù)行星齒輪組，同時(shí)防止發(fā)電機(jī)（MG1）產(chǎn)生過大的電流。為防止電路電壓過高并保證電路切斷的可靠性，HVECU通過三個(gè)繼電器的作用實(shí)施（系統(tǒng)主繼電器）SMR控制來連接和關(guān)閉高壓電路。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的控制
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收HVECU發(fā)送的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，來控制ETCS-i系統(tǒng)、燃油噴射量、點(diǎn)火正時(shí)和VVT-i系統(tǒng)。
變頻器的控制
根據(jù)HVECU提供的信號(hào)，變頻器將HV蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2），同樣也可進(jìn)行逆向過程。此外，變頻器將發(fā)電機(jī)（MG1）的交流電提供給電動(dòng)機(jī)（MG2）。HVECU向變頻器內(nèi)的功率晶體管發(fā)送信號(hào)，來轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）的U、V和W相來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）。HVECU從變頻器接收到過熱、過流或故障電壓信號(hào)后即關(guān)閉。
增壓轉(zhuǎn)換器的控制
根據(jù)HVECU提供的信號(hào)，增壓轉(zhuǎn)換器將額定電壓DC201.6V升高到最高電壓DC500V。發(fā)電機(jī)（MG1）或電動(dòng)機(jī)（MG2）產(chǎn)生的最高電壓AC500V由變頻器轉(zhuǎn)換為直流電，根據(jù)HVECU的信號(hào)，增壓轉(zhuǎn)換器將直流電降低到DC201.6V（用于HV蓄電池）。
發(fā)電機(jī)（MG1）和電動(dòng)機(jī)（MG2）的控制
發(fā)電機(jī)（MG1）由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生高壓（最高電壓AC500V），操作電動(dòng)機(jī)（MG2）并為HV蓄電池充電。另外，它作為啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 發(fā)電機(jī)（MG1）或HV蓄電池供電驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生車輛動(dòng)力。加速踏板未被踩下時(shí)，它產(chǎn)生電能為HV蓄電池再次充電（再生制動(dòng)控制）。 傳感器（解角傳感器）檢測(cè)到發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）的轉(zhuǎn)速和位置并將信號(hào)輸出到HVECU。 電動(dòng)機(jī)（MG2）上的溫度傳感器檢測(cè)溫度,并將溫度信號(hào)發(fā)送到HVECU。
制動(dòng)防滑控制ECU的控制
制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)防滑控制ECU計(jì)算所需的再生制動(dòng)力并將信號(hào)發(fā)送到HVECU。一接收到信號(hào)，HVECU立刻將實(shí)際的再生制動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā)送到制動(dòng)防滑控制ECU。根據(jù)這個(gè)結(jié)果，制動(dòng)防滑控制ECU計(jì)算并執(zhí)行所需的液壓制動(dòng)力。
蓄電池ECU的控制
蓄電池ECU實(shí)施監(jiān)視控制，監(jiān)視HV蓄電池和冷卻風(fēng)扇控制的狀態(tài)，使HV蓄電池保持在預(yù)定的溫度。這樣，對(duì)這些組件實(shí)施最優(yōu)控制。
換擋的控制
HVECU根據(jù)擋位傳感器提供的信號(hào)檢測(cè)擋位（“R”、“N”、“D”或“B”），控制發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）和發(fā)動(dòng)機(jī)，調(diào)整車輛行駛狀態(tài)以適應(yīng)所選擋位。 變速器控制ECU通過HVECU提供的信號(hào)檢測(cè)駕駛員是否按下駐車開關(guān)。然后，它操作換擋控制執(zhí)行器，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖止變速驅(qū)動(dòng)橋。
碰撞時(shí)的控制
發(fā)生碰撞時(shí)，如果HVECU收到空氣囊傳感器總成發(fā)出的空氣囊張開信號(hào)，或變頻器中斷路器傳感器發(fā)出的執(zhí)行信號(hào)，則關(guān)閉SMR（系統(tǒng)主繼電器）以切斷整個(gè)電源。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的控制
儀表板上的EV模式開關(guān)被駕駛員手動(dòng)打開時(shí)，如果所需條件滿足，則HVECU使車輛只由電動(dòng)機(jī)（MG2）驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。
安全保護(hù)
HVECU檢測(cè)到故障時(shí)，HVECU根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)停止或控制執(zhí)行器和ECU。