剖析雷克萨斯LS600混合动力技术

来源：本站整理作者：佚名 2014-12-30 08:07:52

    五、主要部件的结构
    1. MG1和MG2
    MG1. MG2作为辅助驱动力的来源，在需要时给发动机提供辅助动力，辅助车辆达到极佳的动态性能，包括平稳起步和加速。再生制动激活时，MG2将车辆的动能转换为电能，然后存储在HV蓄电池中。
    MGI对HV蓄电池再次充电并提供电能以驱动MG2。另外，通过控制发电量（因此改变发电机转速），MGI可有效地控制变速器持续变速功能。MGI也可作为起动机来起动发动机。
    MG1和MG2均为紧凑、轻质而且高效的交流永磁同步型。
    MG1和MG2使用的转子均包括一个高磁力永磁体，可以最大程度地减小转矩损失。定子则由低铁耗的磁钢片和一个高压的电阻绕组线制成。通过这些措施，使MG1和MG2结构紧凑并实现了大功率和大转矩的性能（图18）。 MG1和MG2上增加了通过水泵的冷却系统。

    永磁电机（MG1和MG2 ）（图18）：三相交流经过定子线圈的三相绕组时，电机内产生旋转磁场。通过转子的旋转位置和转速控制旋转磁场，转子中的永久磁铁受到旋转磁场的吸引而产生转矩。产生的转矩可用于与电流量成比例的所有用途，且转速由交流的频率控制。此外，通过适当控制转子磁铁的旋转磁场和角度，可以有效地产生大转矩和高转速。电机发电时，转子旋转产生磁场，可在定子线圈内产生电流。
    转速传感器／解析器（图19）：此传感器结构紧凑、可靠性极高，可精确地检测磁极位置，这对确保对MG1和MG2的有效控制非常重要。传感器的定子包括三种线圈：励磁线圈A、检测线圈S和检测线圈C。检测线圈S和C的相位交错90°。转子为椭圆形，定子与转子间的距离随转子的旋转而变化。交流电流入励磁线圈A，输出稳频信号。检测线圈S和检测线圈C输出与转子位置对应的值。因此，MG ECU根据检测线圈S和检测线圈C输出值间的差异检测绝对位置。此外，MG ECU根据一定时间内位置的变化量计算转速。

    由于交流以恒定频率从该解析器流人励磁线圈，因此有恒定频率输出至检测线圈S和线圈C，与转子转速无关。转子为椭圆形，定子与转子间的距离随转子的旋转而变化。因此，检测线圈S和C输出波形的峰值随转子位置的变化而变化。MG ECU持续监视这些峰值，并将它们连接形成虚拟波形。MG ECU根据检测线圈S和C值之间的差异计算转子的绝对位置，根据检测线圈S的虚拟波形和检测线圈C的虚拟波形的相位差判定转子的方向。此外，MG ECU根据规定时间内转子位置的变化量计算转速。
    2．逆变器总成
    逆变器（图20）将HV蓄电池的高压直流电转换为三相交流电来驱动MG1和MG2。

    HV ECU通过MG ECU控制功率晶体管的激活。另外，逆变器将电流控制所需的信息（如输出电流或电压）通过MG ECU传输至HV ECU。
    通过与发动机冷却系统分离的专用冷却系统散热器来一同冷却逆变器、MGI和MG2.
    增压转换器和逆变器集成于一个单元内且包含于逆变器总成，以将HV蓄电池的额定电压输出从DC 288V升至最高电压DC 650V。电压升高后，逆变器将直流电转换为交流电。
    MGI和MG2的桥接电路各包含6个功率晶体管。此外，信号处理器／保护功能处理已集成于小型PM（动力模块）内以驱动车辆。
    各PM的功率晶体管均采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）。双向冷却结构用于冷却IGBT ，这样有效地排除了系统运行时产生的热量。此外，因这种结构还制成了结构更加紧凑的逆变器总成。
    增压转换器和逆变器：此增压转换器将HV蓄电池输出的额定电压DC 288V升至最高电压DC 650V。增压转换器由带内置IGBT的增压PM和存储电能的电抗器组成。该IGBT可进行切换控制。通过使用这些零部件，增压转换器升高电压。MGI或MG2作为发电机工作时，逆变器将交流电转换为最高电压DC 650V，然后增压转换器将该电压降至额定电压DC288V，从而为HV蓄电池充电。
    MG（电动机／发电机）ECU：逆变器总成采用了MG ECU。根据来自HV ECU的信号，MG ECU控制逆变器和增压转换器以驱动MG1或MG2，或者使其发电。MG ECU将车辆控制所需的信息（如逆变器输出电流值、逆变器温度和任何故障信息）传输至HV ECU。此ECU接收来自HV ECU的控制电机所需的信息（如所需驱动力和电机温度）。
    3.冷却系统（逆变器总成、MG1和MG2 ）
    采用与发动机冷却系统分离的冷却系统对逆变器、MGI和MG2进行冷却（图21）。

    电源状态切换至READYON状态时，该冷却系统使水泵工作。
    专门用于逆变器、MG1和MG2的散热器安装于冷凝器（空调）上。通过将原本独立的逆变器散热器、空调冷凝器和发动机散热器集成一体，使布局更紧凑。
    SLLC（超长效冷却液）已预先混合好（50％冷却液和50％去离子水），因此在为车辆添加或更换SLLC时，无需稀释。
    水泵：采用紧凑、大功率型水泵。泵电动机采用大功率的三相直流电动机，此外，还采用了在两端支撑轴的轴承，从而减小了噪声和振动。