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丰田混合动力系统THS(1)

导读: 丰田混合动力系统:前置前驱,发动机、电机、发电机、e-CVT(耦合发动机、电机、发电机的齿轮机构)、PCU(功率电子控制单元)位于发动机舱,电池位于后排座椅底下。

丰田混合动力系统:前置前驱,发动机、电机、发电机、e-CVT(耦合发动机、电机、发电机的齿轮机构)、PCU(功率电子控制单元)位于发动机舱,电池位于后排座椅底下。布置形式和本田i-MMD相同。

丰田混合动力系统THS(1)

原理图:

丰田混合动力系统THS(1)

e-CVT剖视图:

丰田混合动力系统THS(1)

结构简图:关键是一个行星轮系,行星轮系有三元件(齿圈、行星轮(行星架)、太阳轮),齿圈上连1级齿轮副(看主、被动齿轮的大小比例,是个增速传动),太阳轮连发电机,行星架连发动机。1级齿轮副再连主减速齿轮副、差速器、半轴输出动力。电机又通过2级减速输出。

与2005年国产的第二代prius的THSⅡ相比,减少了链轮链条结构。这是一个明智的选择,链条要求耐久性好、精度高、噪声小。2006年作者委托杭州某研究所制造的链条,不能通过耐久性试验。2013年作者与清华大学机械系摩擦学国家重点实验室的老师讨论也得出结论:此处应用链条产业化要求较高、耐久性要求高。果不其然,最新的THS取消了链条。

丰田THS和本田i-MMD相比,相似度非常高,电机都是通过2级减速输出,只不过本田用了离合器接合发动机,电机、发电机同轴,而丰田用的是行星轮系。两者的详细比较,作者会在所有相关主机厂方案介绍完以后对比分析。

丰田混合动力系统THS(1)

各齿轮副位置关系:

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电机参数变化:电机向高速发展。铜损、铁损、高次谐波损失共减少20%,且重量减少21%。

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定子:

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转子:

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PCU和辅助电源安装位置:

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PCU爆炸图:包含控制电路、功率模块、滤波电容、电感、电流传感器、DC/DC等。

丰田混合动力系统THS(1)

IGBT冷却:功率模块的关键是IGBT冷却。8片水冷冷却片将7片IGBT卡片夹紧双面冷却。

丰田混合动力系统THS(1)

DC/DC:

丰田混合动力系统THS(1)

后续计划:本田、丰田、日产、通用、奔驰、宝马、奥迪、大众、捷豹、特斯拉、比亚迪、上汽、广汽、北汽等混合动力、纯电动驱动系统分析、比较,每日一推。欢迎关注公众号“汽车先进技术”。

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