文:趙寶平、劉靜、武文娟
駐車鎖止執(zhí)行器是結合或斷開傳動橋駐車鎖止機械機構(圖15),變速器通過控制HV ECU控制駐車鎖止執(zhí)行器(圖16)。駐車鎖止執(zhí)行器由開關磁阻電動機、減速機構、磁鐵、旋轉角度傳感器以及輸出軸組成(圖17)。開關磁阻電動機具體結構如圖18所示。
MG1( 圖 19) 和 MG2( 圖 20)都由定子線圈、永久磁鐵、轉子和定子組成(圖 21)。
MG2采用交流同步電動機。主要用來補充發(fā)動機動力,達到提高駕駛性能的目的,減速時,通過再生制動發(fā)電。中低速時可高效地產生高扭矩,同時可任意控制轉速和產生的扭矩。它體積小、質量輕、效率高,具有優(yōu)異的動力性能,可進行順暢的起動、加速等各種操作。在EV模式時運行,作為電動機,獨立驅動車輛行駛;汽車加速和需要輔助功率時作為電動機;汽車中等速度巡航時,發(fā)動機輸出功率較低,MG1反轉,MG2作為發(fā)電機,對MG1供電;制動時發(fā)電;倒車時,反轉驅動車輛。
圖15 駐車鎖止執(zhí)行器所在位置
圖16 變速器控制 ECU 驅動駐車鎖止執(zhí)行器
圖17 駐車鎖止執(zhí)行器結構
圖18 開關磁阻電動機結構
圖19 MG1
圖20 MG2
圖21 MG的組成
圖22 MG ECU
MG1采用和MG2相同的交流同步型發(fā)電機,在發(fā)動機未起動時作為起動機起動發(fā)動機。主要通過使用發(fā)動機輸出的動力發(fā)電,并且實現高速轉化,提高了最大輸出動力。另外還通過加大轉子的強度,將最大發(fā)電的旋轉帶擴大到10 000 r/min。通過采用交流同步和高旋轉化,在一邊發(fā)電一邊行駛的同時,可供給中速帶所需的大量電力,提高了由中低速帶的加速性能,實現了發(fā)動機和高輸出電動機的完美配合。通過調節(jié)MG1的轉速,來實現發(fā)動機在某個高效功率點運行。發(fā)動機運行在高效率點時,隨車速的變化來調節(jié)MG1的轉速,實現行星齒輪無級變速的功能。作為起動機起動發(fā)動機,把發(fā)動機從靜止提升到1 999 r/min左右,然后發(fā)動機噴油點火。在發(fā)動機有功率輸出時,MG1正轉,作為發(fā)電機,對電池充電和對MG2供電。MG1反轉時,則作為電動機,消耗電能。若發(fā)動機輸出功率低時,MG2則為發(fā)電機,對電池充電和對MG1供電,這種模式一般發(fā)生在等速巡航時。
根據從動力管理控制單元(HV ECV)的信號控制變頻器和增壓轉換器(圖 22)。
HV電池組在行李艙內(圖23),是由HV電池、電池智能單元、HV電池冷卻風扇、HV接線盒總成以及服務插銷連接器組成(圖24)。HV電池組由28個蓄電池單元組成,每個蓄電池單元由6個單格組成,每個單格最大電壓為1.2 V,所以HV電池組最大電壓量為28×6×1.2=201.6 V。車上安裝的高輸出鎳氫蓄電池具有高輸入輸出密度(每重量的輸出)和重量輕、壽命長等特點,無需利用外界電源進行充電。
圖23 HV電池所在位置
圖24 HV電池結構
豐田卡羅拉雙擎還有一個輔助電池,也安裝在行李艙內(圖25、圖26)。
12.0 V蓄電池給ECU和輔助電器設備供電,如音響等。蓄電池容量為34 AH,當電池電壓變低時通過逆變器把300.0 V的直流電轉換為低壓直流電(12.0 V)給蓄電池充電。車輛在準備模式時,給12.0 V電池充電,車燈、后窗除霜器、EMPS和其他電子設備由逆變器供電。
豐田全新設計了一個新的連接結構來連接電極材料和單電池(一個HV蓄電池),減少了HV蓄電池的內部電阻,提高了輸入輸出密度,居世界最高水平。
圖26 輔助電池
另外,蓄電池還利用車輛加速時的放電、減速時轉化的能量、以及用發(fā)動機行駛時產生的剩余能量來進行充電,從而累積充電放電電流,使充電狀態(tài)保持穩(wěn)定。不會出現放電過多或多余充電等現象,使用壽命非常長。
圖27 電子變頻壓縮機
蓄電池ECU監(jiān)測HV蓄電池并向HV ECU發(fā)送信息,通過電池內的溫度傳感器監(jiān)測HV蓄電池溫度;通過電池內的泄漏檢測電路監(jiān)測HV蓄電池是否有漏電;通過電池內的電壓檢測電路監(jiān)測電壓;通過電池內的電流傳感器監(jiān)測HV蓄電池電流;通過監(jiān)測溫度,控制風扇,對電池散熱。
A/C系統(tǒng)使用一個由電機驅動的電子變頻器壓縮機(圖27),原理如圖28所示。
圖28 電子變頻壓縮機原理
(待續(xù))