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

（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）。

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、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；汽车加速和需要辅助功率时作为电动机；汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转，MG2作为发电机，对MG1供电；制动时发电；倒车时，反转驱动车辆。

图15 驻车锁止执行器所在位置

图16 变速器控制 ECU 驱动驻车锁止执行器

图17 驻车锁止执行器结构

图18 开关磁阻电动机结构

图19 MG1

图20 MG2

图21 MG的组成

图22 MG ECU

MG1采用和MG2相同的交流同步型发电机，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）。

3.HV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。

图23 HV电池所在位置

图24 HV电池结构

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，居世界最高水平。

图26 辅助电池

另外，蓄电池还利用车辆加速时的放电、减速时转化的能量、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进行充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。

图27 电子变频压缩机

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蓄电池电流；通过监测温度，控制风扇，对电池散热。

5.带电机的压缩机总成

A/C系统使用一个由电机驱动的电子变频器压缩机（图27），原理如图28所示。

图28 电子变频压缩机原理

（待续）