双擎卡罗拉THS技术解析—构造篇(二)

◆文/江苏 高惠民

双擎卡罗拉THS技术解析—构造篇(二)

◆文/江苏 高惠民

高惠民

(本刊编委会委员)

现任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。

(接上期)

1.辅助蓄电池(直流12V铅蓄电池)向电气部件(如前照灯、音响设备以及各 ECU)供电。

2.混合动力蓄电池(HV蓄电池)的功能是存储电机 MG1 和电机MG2产生的电能。同时，当使用电动机驱动车辆时，HV蓄电池向MG1和MG2供电。空调工作时，通过DC-AC电压转换，向压缩机供电。为控制车辆正常运行，HV蓄电池和辅助蓄电池都需要正常工作。

HV蓄电池采用镍氢(Ni-MH)蓄电池，单体数量168个，6个单体组成1个模块，共28个模块(图8)。

图8 HV蓄电池

3.在HV蓄电池模块电路中串联了维修塞把手，用于手动切断高压电路，这样确保维修期间的安全性。电路中还安装了可检测维修塞把手安装状态的互锁开关。把手解锁时，互锁开关关闭，动力管理控制ECU(HV CPU) 切断系统主继电器。因此，为确保操作安全，拆下维修塞把手前务必将电源开关置于OFF位置。高压电路的主熔丝(125A)位于维修塞把手内，如图9所示。

图9 维修塞把手

4.在HV蓄电池接线盒中安装了3个继电器SMR。SMR是根据来自动力管理控制ECU(HV CPU) 的信号以连接和断开HV蓄电池和电源电缆的继电器。SMRB：位于HV蓄电池正极侧。SMRG：位于HV蓄电池负极侧。SMRP：位于连接至预充电电阻器的蓄电池负极侧(图10)。图11所示为SMR继电器接通与断开工作顺序。

图10 SMR继电器

图11 SMR继电器工作顺序

电源开关接通(READY ON)SMR时的工作情况:首先SMRB和SMRP依次接通，可使电流流经预充电电阻器。保护电路中的触点以防涌入电流造成损坏。SMRG接通可使电流绕过预充电电阻器。然后SMRP断开。电源开关关闭(READY OFF)SMR 时的工作情况：首先SMRG断开。然后1SMRB断开。

5.HV蓄电池在充电和放电过程中会产生热量。如果蓄电池温度过度升高，则蓄电池性能将下降。HV镍氢蓄电池工作温度在10～40℃，能输出较大功率密度，HV镍氢输出功率密度与温度关系如图12所示。

图12 HV镍氢输出功率密度与温度关系

HV蓄电池依靠冷却鼓风机从车厢吸入空气传送至HV蓄电池，以使HV蓄电池保持适当的工作温度，HV蓄电池冷却装置如图13所示。

图13 HV蓄电池冷却装置

HV蓄电池冷却鼓风机采用无刷电动机。电动机控制器根据来自动力管理控制ECU(HV CPU)的信号控制鼓风机运转，HV蓄电池冷却鼓风机控制如图14所示。

图14 HV蓄电池冷却鼓风机控制

6.HV蓄电池的荷电状态电控制。HV蓄电池的荷电状态(SOC)是反映蓄电池的剩余容量，其数值上定义为电池剩余电荷量占电池标称电荷容量的比值。动力管理控制ECU(HV CPU)持续进行充电/放电控制，以使SOC保持在60%目标值上下水平(能量监控器的SOC显示约为6个格)。SOC目标控制如图15所示。

图15 SOC目标控制

三、混合动力传动桥

双擎卡罗拉采用了丰田混合动力车辆P410传动桥。P410混合动力传动桥由电机MG1、MG2、复合齿轮装置、传动桥阻尼器、中间轴齿轮、减速齿轮、差速器齿轮机构和油泵组成(图16)。该传动桥改进了上一代4轴结构为3轴结构，复合齿轮装置、传动桥阻尼器、油泵、MG1和MG2连接至输入轴。中间轴从动齿轮和减速主动齿轮连接至第二轴。减速从动齿轮和差速器齿轮机构连接至第三轴。传动桥使用丰田原厂 ATF WS润滑油为润滑介质 。

图16 P410混合动力传动桥组成

1.内置于混合动力传动桥的MG1和MG2为紧凑、轻量且高效的永磁同步电机。MG1和MG2由定子、定子线圈、转子、永久磁铁和解析器(转速传感器)组成，电机MG结构如图17所示。

图17 电机MG结构

(未完待续)