普锐斯空调系统，丰田混合动力普锐斯电机及驱动控制系统分析-精品珠宝-聚鸿饰品网

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丰田普锐斯作为全最成功的环保车型，长期以来一直是全油电混合动力车型的销量冠军，在我们身边经常可见。目前在中国生产的丰田普锐斯是一款并联式混合动力汽车，采用丰田第二代混合动力系统，结合了发动机和电动机。

图1丰田第二代混合动力系统示意图

丰田第二代混合动力系统THS-II根据车辆的行驶工况灵活使用两种动力源，并弥补两种动力源之间的不足，以降低油耗，减少有害气体排放，最大限度地发挥车辆的性能。性能最大输出。由于THS-II电机及驱动系统结构复杂、技术先进，本文详细介绍了系统的结构和基本原理，以帮助读者更深入地了解THS-II系统。

一、THS-II电机及驱动控制系统特点

1电动机与发电机之间采用AC500V高压电路传输，可大大减少电力传输中的电能损耗，高效传输电力。

2、采用大功率电机输出，提高电机利用率。当发动机效率较低时，该系统可以停止发动机，车辆依靠电机动力驱动。

3、减速、制动时能量回收率显着提高，提高能量利用率。

2、THS-II电机及驱动系统基本组成

高压电池由168节单节镍氢电池组成，额定电压为DC2016V，安装在车辆后备箱内。当车辆启动、加速和上坡时，高压电池向驱动电机提供电能。2混合动力驱动桥混合动力驱动桥

它由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成。

3、变频器由升压变换器、逆变整流器、直流变换器和空调变频器组成。

升压转换器将高压电池DC2016V电压升压至DC500V。

逆变整流器将DC500V转换为AC500V，为电机MG2供电。相反，通过将AC500V转换为DC500V，电压降低，然后对HV电池充电。

直流转换器将高压电池DC2016V降压至DC12V，为主体电器供电，同时为备用电池充电。

空调逆变器将高压蓄电池DC2016V转换为AC2016V交流电，为空调系统电动变频压缩机供电。

4HV控制ECU使用32位计算机接收来自传感器和ECU的信息。根据这些信息，计算出车辆所需的扭矩和功率，并将计算结果发送至发动机ECU、逆变器总成、电池ECU和制动防滑控制ECU。

3.THS-II系统电机工作原理

交流伺服驱动系统中使用的交流永磁驱动电机主要有两类一种称为无刷直流同步电机，另一种称为三相永磁同步电机，THS-II系统中的电机属于BDCM型驱动电机。

BDCM将有刷直流电机的定子磁极替换为配备永磁体的转子。有刷直流电机使用机械换向器将直流电流转换为交流电流，其波形近似于梯形。BDCM将逆变器产生的方波交流电流直接输入电机定子绕组，无需机械换向器和电刷。三相方波交流电流流入BDCM定子绕组。在定子绕组中产生感应电动势，从而产生与永磁体转子磁场的空间位置正交的电枢反应磁场。在转子永磁体磁场的作用下，电枢反作用磁场在反作用电磁力的同时带动永磁体转子旋转。

4.THS-II电机结构

1MG1、MG2的定子绕组采用三相Y形接法，每相由4个绕组并联组成，当电机输入大电流时可以获得最大的转矩和最小的转矩脉动。

2MG1、MG2永磁转子采用稀土永磁材料作为永磁体，安装在转子铁芯内部。转子中的永磁体呈“V”形，因此永磁体在径向和横向上均被磁化，有效地集中磁通，增加了电机的扭矩。通过对永磁转子磁路特性的分析，内置式永磁转子结构可以通过改变电机的交轴磁路和直轴磁路来改善电机的调速特性，扩大调速范围。

3MG1、MG2分辨率角度传感器为了满足在整个速度范围内控制电机静态启动和转矩波动的目的，必须采用分辨率角度传感器来精确测量MG1、MG2的磁极位置和速度。永磁转子。角度传感器是一种基于电磁感应原理的旋转感应传感器，由定子和转子组成。

椭圆转子与MG1和MG2的永磁转子连接并同步旋转。椭圆转子外圆曲线表示永磁转子的磁极位置。定子由一个励磁线圈和两个检测线圈组成，两个检测线圈的S轴和C轴在空间坐标上正交，高压ECU向励磁线圈A输入预定频率的交流电。当转子和定子之间的间隙改变时，在传感线圈S和C中会感应出相位差为90的正弦和余弦感应电流。HVECU确定感应电流的波形相位和幅度。利用检测线圈S和C以及波形中的脉冲数，计算出永磁体转子磁极位置信号和MG1、MG2的速度值信号，这是矢量控制的基本信号。电机MG1和MG2采用HVECU。

5.THS-II系统逆变电路

THS-II系统逆变器的主电路由功率半导体功率器件绝缘栅双极晶体管模块组成，逆变器组件的升压变换器和逆变器/整流器负责电机MG1和MG2的功率转换和调节。

1个升压转换器

升压直流斩波电路由高压电池、电抗器L、绝缘栅双极型晶体管V8、二极管D7和电容器C组成。

升压时，HVECU接通和关断绝缘栅双极型晶体管V8的控制极，使电抗器L的感应电动势与HV蓄电池DC2016V电压叠加，提供高压电源。

降压直流斩波电路由发电机MG1、逆变/整流器、绝缘栅双极型晶体管V7、二极管D8、电抗器L和电容器C1组成。

降压时，HVECU利用绝缘栅双极型晶体管V7导通，将DC500V降为DC2016V的平均直流电压，为HV电池充电。

2逆变器/整流器

逆变电路由绝缘栅双极型晶体管V1-V6、续流二极管D1-D6和电容器C组成，构成电压型三相桥式逆变电路。VHECU触发隔离栅双极型晶体管控制电极快速接通和关断V1~V6，强制DC500V直流电变为三相AC500V交流电。如果改变V1至V6的触发信号的频率和时间，则可以改变逆变器输入电机MG2的定子绕组电流空间相量的相位和幅值，以适应电机MG2的驱动要求。相比之下，电机MG2在车辆减速或制动时产生再生制动电能，经绝缘栅双极型晶体管V1V6的全控桥式整流电路整流减速后为高压电池充电。

6.THS-II电机驱动系统控制

THS-II电机驱动系统的关键控制部件是HVECU，绝缘栅双极型晶体管模块的驱动控制电路，其中逆变器对HVECU中电机MG2的输出电流进行转换，如图10所示。

图中下划线部分是控制变频器逆变电路的微处理器。将微机中存储的电机MG2的速度指令与电机MG2角度传感器的速度反馈信号进行比较，速度控制器输出直流电流指令信号乘以电机MG2角度传感器的转子磁极位置信号。获取电机MG2的运行位置所需的电流指令信号是指跟踪电机MG2的实际运行电流信号，通过PWM比较器计算，然后转换为开关信号并输出。信号经过隔离电路后，直接驱动变频器的三组逆变电路IGBT模块，控制V1~V6快速开通和关断，从而达到变频器逆变、整流和方向的目的。输出电流。

7、THS-II电机及驱动系统维护时的注意事项

1、首先必须确保THS-II电机驱动系统高压电路的电线和连接器为橙色，并与其他线路和车体绝缘。

2在检查THS-II电机驱动系统的高压电路之前，必须戴上绝缘手套，并将维修针取下并放入技术人员的口袋中。

3、拔下维护插头，5分钟内不要触摸高压连接器或端子，因为逆变器内部的高压电容需要5分钟放电。

4、如果无法拆下维修销，可通过拆下发动机舱内的高压保险丝来断开高压线。

5.安装闩锁时，请确保释放杆已牢固锁定。否则，将会出现THS-II系统错误代码。

一、eco是什么牌子汽车EV？

丰田普锐斯的EV、ECO、PWR的意思是EV代表普锐斯的电动驾驶模式，ECO代表汽车的节能模式，PWR代表汽车的动力驾驶模式。丰田普锐斯配备了三种驾驶模式，可以满足驾驶员不同的驾驶需求，能够应对日常驾驶时的复杂路况，使车辆的驾驶性和适应性更强。电动模式是指汽车使用电能驱动，不消耗任何燃料。ECO注重燃油效率，而PWR则注重汽车充沛的动力驾驶体验。

丰田普锐斯动力介绍该车搭载1-8升VVT-i4缸发动机，虽然发动机功率比上一代有所降低，但电动机的综合功率为150马力，也就是14马力。它拥有比上一代更大的马力，并且仍然配备电子控制无级变速器。

丰田普锐斯的三种驾驶模式介绍如下

EV模式下，发动机不启动，车辆仅由电动机驱动，与纯电动汽车相同，全部动力由电池提供。因此，如果电池电量较低，EV模式无法运行，EV模式可以达到的最高速度为55公里/小时，并且不能超过该值。

一般情况下，ECO节能驾驶模式较为常用。该模式通过将油门踏板的输出和空调系统的运行控制在最小范围，进一步降低油耗。驾驶体验方面，ECO模式下汽车的动态响应要慢很多，油门踏板行程的前三分之一几乎没有影响。

在WR动力驾驶模式下，车辆的动力性能得到提高，但发动机仍然不会立即启动。电机扭矩足够强劲，但急加速时脚下油门响应比ECO模式更灵敏。必需的。