二、凯美瑞汽车混合动力系统的组成
1.主要零部件的功能
凯美瑞汽车混合动力系统主要零部件的功能见表1。
2. MG1和MG2
(1)MG1和MG2的作用
电动机-发电机组1(MG1)和电动机-发电机组2(MG2)为紧凑、轻型和高效的交流永久磁铁电机。上述电机用来驱动车辆和提供再生制动。再生制动过程中,MG2将车辆的动能转换为电能,并存储到HV蓄电池内。MG1对HV蓄电池再充电并供电以驱动MG2。此外,通过调节发电量(从而改变发电机转速),MG1有效地控制传动桥的无级变速功能。同时,MG1还可作为起动机来起动发动机。
MG1和MG2的位置如图13所示。
(2)MGI和MG2的结构
MG1和MG2为紧凑、轻型和高效的交流永久磁铁同步电机。MG1和MG2所使用的转子含有V形布局的高磁力永久磁铁,可最大程度地产生磁阻转矩。它们所使用的定子由低铁心耗损的电磁钢板和可承受高压的电机绕组线束制成。通过上述措施,MG1和MG2可在紧凑结构下实现大功率和高转矩。MGI和MG2采用带水泵的冷却系统。MGI和MG2的结构如图14所示,其参数见表2。
(3) MG1和MG2的系统图
MG1和MG2的系统图如图15所示。
(4) MG1和MG2的工作原理
①电动机一发动机组(MG1和MG2)的驱动原理。由图14可知,三相交流电经过定子线圈的三相绕组时,电动机一发动机组内产生旋转磁场。通过根据转子的旋转位置和转速控制该旋转磁场,转子中的永久磁铁受到旋转磁场的吸引而产生转矩。产生的转矩与电流的大小大致成正比,且转速由交流电的频率控制。此外,通过适当控制旋转磁场与转子磁铁的角度,可以有效地产生大转矩和高转速。
MG1和MG2的工作原理如图16所示。IPM内的绝缘栅双极晶体管(IGBT)在ON和OFF之间切换,为电机提供三相交流电。
为了产生由混合动力车辆控制ECU计算的电动机-发电机所需的原动力,MG ECU使IGBT在ON和OFF之间切换并控制速度,以控制电动机-发电机的转速。
②电动机-发电机组1(MG1)发电原理。电动机-发电机组1由车轮驱动,旋转转子产生旋转磁场,在定子线圈内产生电流,输出交流三相交流电波形。转子相继产生的三相电流或经IPM整流后输出到可变电压系统进行变压后对HV蓄电池充电,或驱动另一台电动机一发电机组(MG2 )。电动机-发电机组1(MG1)的发电原理如图17所示。
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