豐田THS-II混合動力系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-19
豐田THS-II混合動力系統的實例教程
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： 《汽車維修與保養》
傳送門1：豐田THS-II混合動力核心控制策略介紹(一)
傳送門2：豐田THS-II混合動力核心控制策略介紹(二)
DC/DC轉換器內置于逆變器中，并用一個內部控制線路操控。如圖30所示，HV蓄電池從一側與內部控制線路連接，內部控制線路控制晶體管。IGCT負責內部控制線路電源。14V直流電的輸出通過AMD端子和100A(DC/DC)保險給輔助蓄電池充電，直流201.6V單向轉換為直流14V，轉換過程分為四步：4個功率三極管對角的兩個為一組同時控制，輪番導通提供變壓器初級線圈201.6V的交流電流使變壓器的初級線圈產生交變磁場，變壓器次級的雙線圈降壓輸出14V的交流電流，經過兩個整流器二極管單向全波整流后再通過電感器的平流電路濾波，最終成為直流的14V為輔助蓄電池充電和提供車身電器電源。
圖30 HV蓄電池內部控制線路
當發生故障時，動力管理控制ECU(HV CPU) 通過端子NODD發送DC/DC轉換器工作停止指令。此外，DC/DC轉換器具有自診斷功能，并通過端子NODD將指示正常工作或故障的信號發送至動力管理控制ECU(HV CPU)。DC/DC 轉換器根據通過端子VLO接收到的占空信號控制輸出電壓。通過降低為響應駕駛條件的輸出電壓來提高燃油效率，可控制輸出電壓，從而使其正常情況下處于13.0～14.5V之間。端子S處監視DC/DC轉換器的輸出電壓并對其進行控制，從而使輔助蓄電池端子電壓恒定。
展開 然而，在混合動力車輛中，發動機間歇操作期間發動機定期停止。因此，混合動力車輛不使用交流發電機。DC/DC 轉換器在晶體管橋接電路中將高壓 (201.6 V) 暫時轉換為交流并通過變壓器降至低壓。然后，將交流轉換為直流，并穩定地輸出至直流電壓14V系統供電。與常規車輛不同，發動機轉速與輸出電流和輸出電壓無關，如圖29所示。
圖29 帶轉換器的逆變器總成
(未完待續)
豐田THS-II(TOYOTA HYBRID SYSTEM-II)屬功率分流型混合動力架構(圖1)，其關鍵部件是動力分配行星齒輪(Power Split Device簡稱PSD)，在行星齒輪排中已知兩根軸的轉速就能確定第三根軸的轉速(基于行星齒輪排的傳動特性)，類似的也可以由此確定三根軸之間的轉矩關系(行星齒輪排杠桿扭矩受力平衡特性)。因此，只有當MG1吸收機械功率并且將其轉換為電功率時，才可實現沿機械路徑的功率傳輸，通過這種方式會持續產生電功率，因不可能將其全部存儲到HV蓄電池中，并且出于效率原因的考慮，這樣做也沒有意義。通過使用直接位于輸出軸上的電動機/發電機MG2可形成一條電力路徑，可將產生的電功率再次直接轉換為機械驅動功率，根據由輪速和期望車輪驅動扭矩構成的行駛需求產生一個發動機優選轉速，并通過電動機/發電機MG1的轉速調節使發動機達到該轉速。車輪所需的驅動扭矩由發動機產生，其中一部分通過機械路徑，另一部分通過電力路徑傳輸至車輪。
圖1 THS-II混合動力架構
同其他混合動力汽車一樣，HV蓄電池通常被用于對驅動系統運行狀態產生有針對性的影響，借助于HV蓄電池的幫助，可使發動機在期望的車輪扭矩下不工作在過高或過低的負荷狀態下，利用存儲在HV蓄電池里的能量可實現關閉發動機，僅由電動機/發電機MG2單獨用于驅動車輛，以避免發動機工作于極差的工作區域。THS-II通過2條路徑使串聯和并聯混合驅動的基本原理得到組合，因此功率分流也被稱為串并聯拓撲結構。該方案的一大優點在于無級可調的傳動比(E-CVT)和與此相關的發動機最佳工作點的自由選擇。此外，傳動系統可以在沒有傳統變速器，特別是沒有換擋與離合元件的情況下實現無級變速，且變速時沒有牽引力中斷，從而保證了較高的行駛舒適性，此外還可以省去某些機械部件。
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DC/DC轉換器內置于逆變器中，并用一個內部控制線路操控。如圖30所示，HV蓄電池從一側與內部控制線路連接
逆變器是一種把直流電轉換成交流電或反之亦然的裝置，為了使直流逆變產生交流，需要將4個不同的開關(圖14)，從S1到S4,按如下方式組合，改變開關的開/關時間可以相應的改變頻率。
圖14 不同開關示意圖
驅動電動機需要產生正弦交流電壓，產生正弦波形交流而不是矩形波形交流則需要持續改變電壓以產生正弦波。如圖15所示，當檢測到所需輸出電壓(Vi)持續極短的一段時間時
豐田THS-II(TOYOTA HYBRID SYSTEM-II)屬功率分流型混合動力架構(圖1)，其關鍵部件是動力分配行星齒輪(Power Split Device簡稱PSD)，在行星齒輪排中已知兩根軸的轉速就能確定第三根軸的轉速(基于行星齒輪排的傳動特性)，類似的也可以由此確定三根軸之間的轉矩關系(行星齒輪排杠桿扭矩受力平衡特性)。因此，只有當MG1吸收機械功率并且將其轉換為電功率時，才可實現沿機械路徑的功率傳輸
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