豐田THS-II混合動力系統(tǒng)的案例
豐田THS—II混合動力核心控制策略介紹（三）
來
源
： 《汽車維修與保養(yǎng)》
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傳送門2：豐田THS-II混合動力核心控制策略介紹(二)
DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)置于逆變器中，并用一個內(nèi)部控制線路操控。如圖30所示，HV蓄電池從一側(cè)與內(nèi)部控制線路連接，內(nèi)部控制線路控制晶體管。IGCT負責內(nèi)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(zhuǎn)換為直流14V，轉(zhuǎn)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(dǎo)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(chǎn)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(jīng)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(nèi)部控制線路
當發(fā)生故障時，動力管理控制ECU(HV CPU) 通過端子NODD發(fā)送DC/DC轉(zhuǎn)換器工作停止指令。此外，DC/DC轉(zhuǎn)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(fā)送至動力管理控制ECU(HV CPU)。DC/DC 轉(zhuǎn)換器根據(jù)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(yīng)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(jiān)視DC/DC轉(zhuǎn)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 豐田THS-II混合動力核心控制策略介紹(二)
然而，在混合動力車輛中，發(fā)動機間歇操作期間發(fā)動機定期停止。因此，混合動力車輛不使用交流發(fā)電機。DC/DC 轉(zhuǎn)換器在晶體管橋接電路中將高壓 (201.6 V) 暫時轉(zhuǎn)換為交流并通過變壓器降至低壓。然后，將交流轉(zhuǎn)換為直流，并穩(wěn)定地輸出至直流電壓14V系統(tǒng)供電。與常規(guī)車輛不同，發(fā)動機轉(zhuǎn)速與輸出電流和輸出電壓無關(guān)，如圖29所示。
圖29 帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成
(未完待續(xù))
豐田THS-II混合動力核心控制策略介紹(一)
豐田THS-II(TOYOTA HYBRID SYSTEM-II)屬功率分流型混合動力架構(gòu)(圖1)，其關(guān)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(zhuǎn)速就能確定第三根軸的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩關(guān)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(zhuǎn)換為電功率時，才可實現(xiàn)沿機械路徑的功率傳輸，通過這種方式會持續(xù)產(chǎn)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(fā)電機MG2可形成一條電力路徑，可將產(chǎn)生的電功率再次直接轉(zhuǎn)換為機械驅(qū)動功率，根據(jù)由輪速和期望車輪驅(qū)動扭矩構(gòu)成的行駛需求產(chǎn)生一個發(fā)動機優(yōu)選轉(zhuǎn)速，并通過電動機/發(fā)電機MG1的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使發(fā)動機達到該轉(zhuǎn)速。車輪所需的驅(qū)動扭矩由發(fā)動機產(chǎn)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(gòu)
同其他混合動力汽車一樣，HV蓄電池通常被用于對驅(qū)動系統(tǒng)運行狀態(tài)產(chǎn)生有針對性的影響，借助于HV蓄電池的幫助，可使發(fā)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(tài)下，利用存儲在HV蓄電池里的能量可實現(xiàn)關(guān)閉發(fā)動機，僅由電動機/發(fā)電機MG2單獨用于驅(qū)動車輛，以避免發(fā)動機工作于極差的工作區(qū)域。THS-II通過2條路徑使串聯(lián)和并聯(lián)混合驅(qū)動的基本原理得到組合，因此功率分流也被稱為串并聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)。該方案的一大優(yōu)點在于無級可調(diào)的傳動比(E-CVT)和與此相關(guān)的發(fā)動機最佳工作點的自由選擇。此外，傳動系統(tǒng)可以在沒有傳統(tǒng)變速器，特別是沒有換擋與離合元件的情況下實現(xiàn)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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豐田卡羅拉雙擎混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理和故障案例分析2.0
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