System napędu hybrydowego Toyota. Toyota Motor Poland 2008

Transkrypt

1 System napędu hybrydowego Toyota Toyota Motor Poland 2008

2 Moment obrotowy Moc wyjściowa System napędu hybrydowego Toyota Charakterystyki trakcyjne Moc silnika spalinowego: Moment obrotowy silnika elektrycznego: Moment obrotowy silnika spalinowego: Połączenie 2 źródeł napędów, które się uzupełniają: Charakterystyka układu hybrydowego Prędkość pojazdu Silnik elektryczny: Wysoki stały moment obrotowy, niemal od prędkości 0 Silnik spalinowy: Wysoka moc przy wysokiej prędkości obrotowej

3 System napędu hybrydowego Toyota Konfiguracje napędu układ szeregowy

4 System napędu hybrydowego Toyota Konfiguracje napędu układ równoległy

5 System napędu hybrydowego Toyota Konfiguracja napędu THS Hybrid Synergy Drive Schemat układu hybrydowego Generator Silnik spalinowy Przekładnia planetarna Akumulator HV Zespół falownika Mechanizm różnicowy Hybrydowy układ napędowy Silnik elektryczny

6 Energia System napędu hybrydowego Toyota Zarządzanie energią + : Siła napędowa : Siła napędowa silnika Akumulator HV Pojazd zatrzymany Ruszanie Jazda ze stała prędkością Silnik wyłącza się Hamowanie odzyskowe Silnik zatrzymany Wyładowanie Ładowanie Opóźnienie Czas Silnik uruchomiony Hamowanie -

7 Przyspieszenie (G) System napędu hybrydowego Toyota Napęd bezstopniowy Płynne przyspieszenie, bez skoków przy zmianie biegów Utrzymane duże przyspieszenie Odpowiedź Skok przy zmianie biegów TOYOTA Prius Silnik spalinowy 2,4 l Czas (sek)

8 System napędu hybrydowego Toyota Ekran monitorowania przepływu energii Zużycie paliwa Energia napędu Obecnie Silnik Silnik elektryczny 22,3 km/l TEMP.ZEWN. 18 c Akumulator HV Przepływ energii Z silnika benzynowego Z silnika elektrycznego/generatora Z/ do akumulatora Prąd ładowania akumulatora Pozostała pojemność akumulatora HV: zielony = naładowany niebieski= częściowo naładowany czerwony = rozładowany

9 Elementy systemu napędowego

10 Hybrydowy układ napędowy Tłumik drgań skrętnych układu napędowego Koło napędzające przekładni łańcuchowej MG1 Przekładnia planetarna Koło koronowe Jarzmo Koło słoneczne MG2 Schemat układu Tłumik drgań skrętnych układu napędowego MG1 (generator) MG2 (silnik elektryczny) Silnik Koło napędzające przekładni pośredniej Koło napędzane przekładni pośredniej Łańcuch zębaty Zębnik przekładni głównej Pompa oleju Zespół redukcyjny Przekładnia planetarna Zespół redukcyjny Mechanizm różnicowy Koło koronowe przekładni głównej

11 Zwarta budowa Hybrydowy zespół napędowy Mechanizm rozdzielający moc z wielu źródeł energii (przekładnia planetarna)

12 Silnik Elementy systemu napędowego Hybrydowy układ napędowy Mechanizm rozdzielający moc z wielu źródeł energii (przekładnia planetarna) Generator Silnik elektryczny MG2 Rozdziela moc silnika na siłę napędową dla: Kół pojazdu oraz silnika elektrycznego (MG2) Generatora (MG1) MG1 Silnik Przekładnia planetarna

13 Hybrydowy układ napędowy Koło słoneczne MG1 Koło koronowe MG2 Mechanizm rozdzielający moc z wielu źródeł energii (przekładnia planetarna) Silnik Tłumik drgań skrętnych układu napędowego Przekładnia planetarna MG2 Jarzmo Łańcuch napędowy Hybrydowy układ napędowy Koło słoneczne: Koło koronowe: Jarzmo: MG1 (generator) MG2 (silnik elektryczny) Silnik spalinowy MG1 Silnik

14 Silnik spalinowy Silnik spalinowy w obiegu Atkinsona 1NZ-FXE Silnik o zapłonie iskrowym 1,5 l 16 zaworów DOHC VVT-i, Wysoka sprawność cieplna Specjalnie przystosowany do układów hybrydowych Spełnia normę EURO IV

15 Silnik Elementy systemu napędowego Generator MG1: generator / rozrusznik silnika Ładuje akumulator HV Generator Zasila silnik elektryczny Uruchamia silnik spalinowy Maks. moc wyjściowa: 37,8 kw / 9500 obr./min Maks. moment obrotowy: 45 Nm / obr./min

16 Generator Specyfikacja: MG1 (generator) Typ Pozycja Nowy PRIUS Synchroniczny silnik AC trójfazowy Starszy PRIUS Funkcja Napięcie znamionowe (V) Maksymalna moc wyjściowa (kw (KM)/ obr./min) Maks. moment obrotowy (N m (kgf m)/ obr./min) Prąd w amperach przy maks. momencie obr. Maksymalna prędkość obrotowa Układ chłodzenia Prądnica, rozrusznik silnika AC ,8 (51) / (4,58) / obr/min Chłodzenie cieczą AC 273,6 33,8 (45,9) / (3,87) / obr/min

17 Silnik Elementy systemu napędowego Silnik elektryczny MG2: Silnik napędowy kół/ generator Napędza pojazd Wykonuje hamowanie odzyskowe Silnik elektryczny Maks. moc wyjściowa: 50 kw / obr./min Maks. moment obrotowy: 400 Nm / obr./min

18 Silnik elektryczny Specyfikacja: MG2 (silnik elektryczny) Typ Funkcja Napięcie znamionowe (V) Maksymalna moc wyjściowa (kw (KM)/ obr./min) Maks. moment obrotowy (N m (kgf m)/ obr./min) Prąd w amperach przy maks. momencie obr. Układ chłodzenia Pozycja Nowy PRIUS Synchroniczny silnik AC trójfazowy Generator, napęd kół AC (68) / (40.8) / Chłodzenie cieczą Starszy PRIUS AC 273,6 33 (45) / (35.7) /

19 Zespół falownika Zespół falownika Dla silnika elektrycznego i generatora Falownik Akumulator HV DC AC Wzmacniacz prądu stałego: przekształca 201,6 V 500 V Dla elektrycznej sprężarki klimatyzacji: Falownik DC AC elektrycznej sprężarki klimatyzacji

20 Zespół falownika Złącza do MG1 i MG2 do MG2 do MG1

21 Zespół falownika Schemat układu Zespół falownika Akumulator HV Przetwornik wzmacniający IPM (IGBT) Dławik Falownik IPM (IGBT) MG1 MG2 Falownik klimatyzacji Przetwornik DC/DC

22 Zespół falownika Falownik IPM (Intelligent Power Module) przekształca DC AC Akumulator HV DC Zespół falownika Przetwornik prądu stałego DC Falownik IPM (IGBT) AC MG1 MG2

23 Zespół falownika Przetwornik wzmacniający DC 201,6V DC 500V DC 500V DC 201,6V Zespół falownika DC 201,6V Przetwornik wzmacniający IPM (IGBT) DC 500 V Falownik (IPM) MG1 AC 500 V MG2 Akumulator HV : Rozładowanie : Ładowanie

24 Zespół falownika Falownik klimatyzacji Przekształcenie DC AC, aby zasilić prądem przemiennym elektryczną sprężarkę klimatyzacji ECU klimatyzacji Zadana prędkość sprężarki ECU HV DC AC AC Akumulator HV DC Falownik klimatyzacji Zespół falownika Sprężarka klimatyzacji

25 Akumulator HV Akumulator HV Wnętrze bagażnika za tylna kanapą Pojemność bagażnika 408 litrów Niski spadek napięcia (w pełni naładowany akumulator może utrzymać ładunek przez 60 dni) Akumulator HV

26 Akumulator HV Akumulator HV Szczelne ogniwa niklowo-wodorkowe (Ni-MH) 28 modułów x 6 ogniw = 168 ogniw 168 ogniw x 1,2 V = 201,6 V DC Moduł (6 ogniw) Ogniwo (1,2 V) Złącze serwisowe 28 modułów

27 Moduł akumulatora HV Moduł akumulatora HV Dodano łącznik zmniejszający opór wewnętrzny ogniw Przepływ prądu Łącznik Ogniwo Łącznik Dodatkowy łacznik '04 PRIUS '03 PRIUS

28 Akumulator HV Elementy składowe Czujnik natężenia prądu SMR3 Zespół modułów ECU akumulatora SMR2 SMR1 Rezystor Złącze serwisowe

29 BEAN Elementy systemu napędowego Akumulator HV ECU akumulatora Przekaźnik wentylatora chłodzącego akumulator Regulator wentylatora chłodzącego akumulator Silnik wentylatora chłodzącego akumulator ECU akumulatora (32-bit) + - Napięcie x 14 Czujnik natężenia prądu ECU HV Złącze serwisowe CAN ECU silnika (ECM) Temp. x 4 ECU komunikacji Czujniki temperatury akumulatora (termistor) ECU klimaty zacji Moduł akumulatora HV

30 Akumulator 12V Akumulator 12 V Zasila reflektory, zestaw audio, inne akcesoria oraz wszystkie ECU Specjalny do pojazdów hybrydowych (nie przystosowany do rozruchu zimnego silnika) Bezobsługowy Akumulator HV (201,6 V) Akumulator 12 V (szczelnie zamknięty) Układ podtrzymujący zasilanie 12 V dla hamulców ECB 12 V

31 Wskaźniki i lampki kontrolne Zestaw wskaźników Lampka Główna lampka ostrzegawcza Brzęczyk lampka trybu EV Lampka ostrzegawcza silnika

32 Wskaźniki i lampki kontrolne Wyświetlacz wielofunkcyjny Lampki, które mogą się włączyć wraz z: Główna lampka ostrzegawcza Lampka braku ładowania lampka ostrzegawcza układu hybrydowego Lampka stanu naładowania akumulatora HV

33 E-shift Wybór trybu jazdy Wybór kierowcy Aby wybrać tryb N, D, R D B Tryb R Położenie wyjściowe Tryb N Powrót automatyczny Dźwignia Wyboru zakresów powraca samoczynnie do położenia wyjściowego Tryb D Tryb B

34 Elektronicznie sterowany układ hamowania (ECB) Zasada działania elektronicznie sterowanego układu hamowania (ECB) W wyniku działania kierowcy (sygnał elektryczny) Hamowanie hydrauliczne + hamowanie odzyskowe Działanie kierowcy ECU VSC Sterowanie hamulcem hydraulicznym ECU HV Siłownik hamulców Stan pojazdu Sterowanie hamulcem odzyskowym

35 Siła hamowania Prędkość pojazdu* Elementy systemu napędowego Elektronicznie sterowany układ hamowania (ECB) Rozdział siły hamowania hamowanie rekuperacyjne ECB rozdziela silę hamowania pomiędzy hydrauliczny układ hamulcowy i hamowanie odzyskowe Podział zależy od prędkości pojazdu i czasu Żądanie kierowcy (ciśnienie pompy hamulcowej) Hydrauliczna siła hamowania (Siłownik hamulca) Siła hamowania odzyskowego (MG2) Zmiany w rozdziale siły hamowania) Czas

36 Parametry trakcyjne układu napędowego Hybrid Synergy Drive Specyfikacja: Parametr Wartość Uwagi Moc silnika spalinowego Moc silnika elektrycznego Moc generatora Prędkość maksymalna Przyspieszenie km/h Emisja CO 2 57 kw (77,5 KM) 50 kw (68 KM) 37,8 kw (51KM) 170 km/h 10,9 s 104 g / km przy 5000 obr / min obr / min przy 9500 obr / min Zużycie paliwa ECE 4,3 / 4,2 / 5,0 l/100km UE 80/ /100 WE Masa pojazdu 1300 / 1725 kg własna / dopuszczalna

37 Koniec Toyota Motor Poland