丰田卡罗拉双擎混合动力系统结构原理和故 障案例分析(2)

2024年3月13日发(作者：长安科赛5座图片及价格)

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丰田卡罗拉双擎混合动力系统结构原理和故

障案例分析（2）

文：赵宝平、刘静、武文娟

编者按：在能源危机和环保要求的压力下，社会对汽车燃料和排放的要求越来越高，很多国家都在大力发展纯电动汽车，但是纯电动汽车技术目前还不成熟。而

混合动力汽车既能减少能源的消耗，又可以达到更高的排放标准，所以很多车企也在研究混合动力技术。目前丰田的混动技术得到了汽车界的认可，本文介绍卡罗拉

混合动力车型的混动技术。

（4）驻车锁止执行器

驻车锁止执行器是结合或断开传

动桥驻车锁止机械机构（图15），变

速器通过控制HV ECU控制驻车锁

止执行器（图16）。驻车锁止执行器

由开关磁阻电动机、减速机构、磁铁、

旋转角度传感器以及输出轴组成（图

17）。开关磁阻电动机具体结构如图

18所示。

（5）MG1和MG2

MG1（图19）和MG2（图20）

都由定子线圈、永久磁铁、转子和定

子组成（图21）。

图16 变速器控制 ECU 驱动驻车锁止执行器

MG2采用交流同步电动机。主

要用来补充发动机动力，达到提高驾

驶性能的目的，减速时，通过再生制

动发电。中低速时可高效地产生高扭

矩，同时可任意控制转速和产生的扭

矩。它体积小、质量轻、效率高，具有

优异的动力性能，可进行顺畅的起动、

图17 驻车锁止执行器结构

加速等各种操作。在EV模式时运行，

作为电动机，独立驱动车辆行驶；汽

图18 开关磁阻电动机结构

车加速和需要辅助功率时作为电动机；

对MG1供电；制动时发电；倒车时，

汽车中等速度巡航时，发动机输出功

反转驱动车辆。

图15 驻车锁止执行器所在位置

率较低，MG1反转，MG2作为发电机，

MG1采用和MG2相同的交流同

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图19 MG1图20 MG2

图21 MG的组成

图22 MG ECU

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步型发电机，在发动机未起动时作为

起动机起动发动机。主要通过使用发

动机输出的动力发电，并且实现高速

转化，提高了最大输出动力。另外还

通过加大转子的强度，将最大发电的

旋转带扩大到10 000 r/min。通过采

用交流同步和高旋转化，在一边发电

一边行驶的同时，可供给中速带所需

的大量电力，提高了由中低速带的加

速性能，实现了发动机和高输出电动

机的完美配合。通过调节MG1的转

速，来实现发动机在某个高效功率点

运行。发动机运行在高效率点时，随

车速的变化来调节MG1的转速，实

现行星齿轮无级变速的功能。作为起

动机起动发动机，把发动机从静止提

升到1 999 r/min左右，然后发动机

喷油点火。在发动机有功率输出时，

MG1正转，作为发电机，对电池充电

和对MG2供电。MG1反转时，则作

为电动机，消耗电能。若发动机输出

功率低时，MG2则为发电机，对电池

充电和对MG1供电，这种模式一般

发生在等速巡航时。

根据从动力管理控制单元（HV

ECV）的信号控制变频器和增压转换

器（图22）。

电池组

HV电池组在行李舱内（图23），

是由HV电池、电池智能单元、HV电

池冷却风扇、HV接线盒总成以及服

务插销连接器组成（图24）。HV电池

组由28个蓄电池单元组成，每个蓄电

池单元由6个单格组成，每个单格最

大电压为1.2 V，所以HV电池组最

大电压量为28×6×1.2=201.6 V。车

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图23 HV电池所在位置

图24 HV电池结构

上安装的高输出镍氢蓄电池具有高输

入输出密度(每重量的输出)和重量轻、

寿命长等特点，无需利用外界电源进

行充电。

4.辅助电池

丰田卡罗拉双擎还有一个辅助电

池，也安装在行李舱内（图25、图26）。

12.0 V蓄电池给ECU和辅助电

器设备供电，如音响等。蓄电池容量

为34 AH，当电池电压变低时通过逆

变器把300.0 V的直流电转换为低压

直流电（12.0 V）给蓄电池充电。车

辆在准备模式时，给12.0 V电池充电，

车灯、后窗除霜器、EMPS和其他电

子设备由逆变器供电。

丰田全新设计了一个新的连接结

构来连接电极材料和单电池(一个HV

蓄电池)，减少了HV蓄电池的内部电

阻，提高了输入输出密度，居世界最

图25 辅助电池安装位置图27 电子变频压缩机

常长。

蓄电池ECU监测HV蓄电池并

向HV ECU发送信息，通过电池

内的温度传感器监测HV蓄电池温

度；通过电池内的泄漏检测电路监

测HV蓄电池是否有漏电；通过电

池内的电压检测电路监测电压；通

过电池内的电流传感器监测HV蓄

图26 辅助电池

电池电流；通过监测温度，控制风扇，

高水平。

对电池散热。

另外，蓄电池还利用车辆加速时

的放电、减速时转化的能量、以及用

5.带电机的压缩机总成

发动机行驶时产生的剩余能量来进

A/C系统使用一个由电机驱动的

行充电，从而累积充电放电电流，使

电子变频器压缩机（图27），原理如

充电状态保持稳定。不会出现放电

图28所示。

过多或多余充电等现象，使用寿命非

（待续）

图28 电子变频压缩机原理

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