丰田普锐斯混合动力汽车结构及工作原理

来源：本站整理作者：佚名 2014-08-03 11:18:18

THS-I系统的HV蓄电池有228个单电池，（1.2 V×6单电池）×38模块，额定电压为DC273.6 V。相比之下，THS-II系统的HV蓄电池有168个单电池，（1.2 V×6单电池）×28模块，额定电压为DC 201.6 V。通过这些内部改进，蓄电池具有紧凑、重量轻的特点。THS-I系统中，HV蓄电池电瓶间为单点连接，而新车型中的蓄电池电瓶间为双点连接，这样可以减小蓄电池的内部电阻，HV蓄电池总成如图38、图39、图40、图41所示。

（1） HV蓄电池模块。
THS-I系统中，HV蓄电池单电池间为单点连接，接点在电瓶上部，而新车型中的蓄电池单电池间为双点连接，新增的点在电池下部，这样可以有效地降低蓄电池的内部接触电阻，如图42所示。如图43、图44所示为HV蓄电池控制电路。

（2）检修塞。
在检查或维修前应拆下检修塞，确保HV蓄电池中部的高压电路被切断，以保证维修期间人员的安全，检修塞总成包括互锁的导线开关。如图45所示，将卡框翻起，关闭导线开关，进而切断SMR。为保证安全，在拔下检修塞前一定要关闭点火开关。高压电路的主熔断器位于检修塞总成的内部。

检修塞的安装过程如图46所示，第一步，将检修塞插入到正确位置与内部电路相接，第二步如图46（b）所示，旋转拉杆90°，第三步如图46（c）所示，向下推检修拉杆到锁止位置，安装完成。

    维修提示：维修后应在检修塞连接后再启动车辆，否则，会造成蓄电池 ECU损坏。
   （3） HV蓄电池冷却系统。
    HV蓄电池重复充电／放电时会产生热量，为确保其正常工作，车辆为HV蓄电池配备了专用的冷却系统，如图47所示，行李箱右侧的冷却风扇可以通过后排座椅右侧的进气口吸入车内空气，而后，从蓄电池顶部右侧进入的空气从上到下流经蓄电池模块并将其加以冷却。然后，空气流经排气管和车内，最终排到车外，如图48所示，HV蓄电池冷却系统规格见表5。

冷却风扇的工作由蓄电池 ECU控制来控制，蓄电池 ECU根据HV蓄电池内部三个蓄电池温度传感器和进气温度传感器给出的信号将HV蓄电池温度控制在合理的范围。
（4）辅助蓄电池。普锐斯混合动力汽车采用12V的免维护辅助蓄电池，如图49所示，12V的电池与传统汽车蓄电池类似，电池接地到汽车的金属车架，通过一个管与外界空气通风。

    需要注意的是，该电池对高压很敏感，给辅助蓄电池充电时，要用丰田专用充电器，普通充电器没有专用的电压控制，有可能造成电池损坏，在充电时，应将电池从车上拆下。如果有两周以上时间不使用汽车，应断开12V电池，防止它放电。
    5）高压电缆
    高压电缆将变频器与HV蓄电池、MC 1、MC2以及空调压缩机等部件相连，传输高电压、高电流。电缆一端接在行李箱中HV蓄电池的左前连接器上，而另一端从后排座椅下经过，穿过地板沿着地板下加强件一直连接到发动机舱中的变频器，如图50所示，这种屏蔽电线可减少电磁干扰，备用蓄电池的DV 12 V（＋）配线排布与上述电线相同。

    高压配线线束与其连接器，以橙色与普通低压配线相区别。
    6）备用蓄电池
    THS-II系统在后备箱中安装有一个备用蓄电池，备用蓄电池主要给大灯、音响和其他附件及所有ECU供电，该电池使用免维护的直流12V屏蔽电池，如图51所示。

蓄电池中的分离器将蓄电池液过滤，以减少在充电时释放的氢气，因此只要使用规定的蓄电池，蓄电池液就无需更换，与其他车辆一样，如果由于某种原因蓄电池无电，则需要跨接启动，可以打开后备箱，将跨接线直接到蓄电池上，跨接启动方法如图52所示，按照图中数字顺序所示，连接一个12V的充满电的电池，之后将普锐斯钥匙插入启动位置，当普锐斯的发动机运行时，将跨接电池按照连接顺序相反的顺序断开。

7）加速踏板位置传感器
加速踏板受力时，根据受力的大小，安装在加速踏板臂基部的磁扼以不同的速度围绕霍尔IC旋转。加速踏板位置传感器及其电路图如图53、图54所示。这时，磁通的变低级量由霍尔IC转换为电信号并输出给HV ECU，显示加速踏板受力的大小。

    2.2系统工作原理
    1）系统工作状态
    根据行驶条件的不同，汽车在稳定运行过程中，为最大限度地适应车辆的行驶状况，系统可能处于以下工作状态。
   （1） HV蓄电池的电能输出给电动机（MG2 ），以驱动车辆，如图55所示。

   （2）发动机通过行星齿轮驱动车辆时，同时也带动发电机（MG1）旋转，为电动／发电机提供电能。驱动过程如图56所示。

   （3）发动机通过行星齿轮带动发电机（MG1）旋转，给HV蓄电池充电，充电过程如图57所示。

（4）当车辆减速时，车轮的动能被回收并转化为电能，并通过电动／发电机为HV蓄池再次充电，如图58所示。

    HV ECU根据车辆行驶状态在（1）、（2）、（3）、（1）＋（2）＋（3）或（4）工作模式间转换，但是，一旦HV蓄电池的SOC（电状态）较低时，发动机就会带动电动／发电机（MG1）为HV蓄电池充电。
    与传统汽油发动机车辆相比，系统具有更高的燃油经济性及低尾气排放量的特性，这种改进后的动力传动系统还避开了电动车辆的一些局限性（如较短的巡航里程或对外部充电设备的依赖性）。