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Lexus Hybrid Drive. 和泰汽車集團 和榮汽車 高級技術專員 報告人 蔡政龍. 2012.06. 車速. 0. P. R. +. N. S. D. -. THS II 作用. 節汽門全開加速期間 ( 急加速初期 ). B1. B2. 煞車. 加速踏板. ON. ON. 引擎. MG1. MG2. 主動. 被動. 停止. 馬達. 發電機. 馬達. 發電機. HV 電池. +. : 電力路徑 ( 供電 ). I. B. : 電力路徑 ( 充電 ). G. M. P. R. 0.
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Lexus Hybrid Drive 和泰汽車集團 和榮汽車 高級技術專員 報告人 蔡政龍 2012.06
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • 節汽門全開加速期間(急加速初期) B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M:MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • 節汽門全開加速期間(加速末段《僅Lo Hi切換》動力流程不變) • 成不變 B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R: 2段式馬達減速機構 G：MG1 M:MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • 高速定速(除改Hi齒輪作用外，動力流程與正常駕駛相同) B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M:MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • D 檔時減速(此時無引擎煞車《S檔才有》) B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P: 動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M：MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • S 檔時減速(此時加入引擎煞車，但引擎不噴油) B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M：MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • 倒車 B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M：MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
車速 0 P R + N S D - THS II 作用 • 以EV 模式行駛(動力流程同倒車) B1 B2 煞車 加速踏板 ON ON 引擎 MG1 MG2 主動 被動 停止 馬達 發電機 馬達 發電機 HV 電池 + :電力路徑(供電) I B :電力路徑(充電) G M P R 0 0 :機械路徑 (主動) :機械路徑 (被動) + (S) (C) (R/C) (R) (Sf) (Sr) P:動力分配機構 R:2段式馬達減速機構 G：MG1 M：MG2 B：HV 電池 I：轉換器總成 引擎 MG1 車輪 Lo Hi MG2
啟動 引擎透過MG1幫HV電池充電 MG1啟動引擎 Engine Engine Engine Engine Engine Engine MG1 MG1 HV Battery HV Battery MG2 MG2
MG2驅動車輛 起步 HV電池電力不足時,MG1 將啟動引擎 引擎運轉時,會將多餘的動力透過MG1轉化為電能,存回至HV電池中 Engine Engine Engine Engine Engine Engine MG1 MG1 HV Battery HV Battery Lo Lo MG2 MG2
HV電池提供MG2驅動力驅動車輪 一般行駛 / 全力加速 引擎提供驅動力,同時透過MG1為HV電池充電 HV電池提供MG2驅動力驅動車輪 Engine Engine Engine Engine Engine Engine MG1 MG1 HV Battery HV Battery Lo or Hi Lo or Hi MG2 MG2
減速 D檔時 減速動能透過MG2為HV電池充電 S檔位 MG1 啟動引擎 透過MG1 提供引擎煞車的效果 Engine Fuel Cut Engine Engine Engine Engine Engine MG1 MG1 HV Battery Lo or Hi HV Battery Lo or Hi MG2 MG2
倒車 • 僅使用MG2 Engine Engine Engine MG1 HV Battery Lo MG2
HV車的保養 • HV車保養週期一般比照傳統車輛，除增加轉換器冷卻液和更換週期 (第1次24萬km更換；一般為16萬km)不同外，大部分都一樣。 • 在引擎室作業時，務必關閉複合動力系統。 READYON
HV車的保養 電動水泵 冷氣壓縮機含馬達總成 無驅動皮帶 驅動皮帶的檢查是不需要的 引擎驅動皮帶
HV車的保養 • 冷卻液更換--引擎冷卻液更換 容量: 7.2 L • 放鬆水箱放水塞和水箱蓋並洩放冷卻液 • 鎖緊水箱放水塞 • 添加SLLC 到 FULL 刻度線 • 鎖緊水箱蓋 • 切換引擎到檢查模式 • 引擎暖機直到節溫器開啟 • 節溫器開啟時, 讓冷卻液循環數分鐘 • 在冷卻液冷卻下來後檢查及補充冷卻液到FULL 和 LOW之間 放水塞
ND-OIL11 ND-OIL8 HV車的保養 • 冷氣壓縮機含馬達總成 • 冷凍油 僅可以使用具有高電器絕緣性能的(ND-OIL11) 冷凍油
HV車的保養 無通氣塞 氫氣排放軟管 • 輔助電瓶 密封式電瓶 注意: • 避免快速充電 • 絕不可使用一般電瓶 理由: • 分隔浸泡式(電瓶液)以防止蒸氣(電瓶液不可再補充).
一般維修及BP作業 人體電阻: 500Ω DC 650 V (高壓電容器) 650 V ÷ 500 Ω = 1.3 A (1300 mA) (電壓 ÷ 電阻 = 電流) 若電流流過 0.03 秒, 心室纖維性顫動可能會發生 • 電擊的損壞 • 錯誤的處置含有高壓電的油電複合動力車輛可能會造成死亡
SMR 一般維修及BP作業 系統主繼電器用於自動斷電 維修接頭 用於手動斷電 使用 POWER 開關斷電 Power 開關 維修接頭 中央氣囊感知器總成 在意外事故時斷電 電源管理控制ECU (HV CPU) 迴路斷路感知器 連鎖開關 (維修接頭, 含變壓器的轉換器蓋, 等.) 當連鎖裝製作動時斷電 切斷高壓電線路 SMR用於自動切斷，維修接頭用於手動切斷
一般維修及BP作業 警告 使用 "警告:高壓電，不可觸摸" 標示牌 power開關切換到OFF,智慧型進入和起動系統車輛將鑰匙移到車輛偵測區域外(車外2米) 拆開輔助電瓶之負極(-)接頭 檢查絕緣手套 拆除維修接頭 拆下維修接頭後等待 10 分鐘以讓含變壓器的轉換器總成內的高壓電容器放電 檢查轉換器端子電壓(確認 0V ) • 安全注意事項 • 維修高壓電系統前,務必遵守所有安全措施
一般維修及BP作業 警告 使用 "警告:高壓電，不可觸摸" 標示牌 power開關切換到OFF,智慧型進入和起動系統車輛將鑰匙移到車輛偵測區域外(車外2米) 拆開輔助電瓶之負極(-)接頭 檢查絕緣手套 拆除維修接頭 拆下維修接頭後等待 10 分鐘以讓含變壓器的轉換器總成內的高壓電容器放電 檢查轉換器端子電壓(確認 0V ) • 安全注意事項 • 維修高壓電系統前,務必遵守所有安全措施
一般維修及BP作業 警告 使用 "警告:高壓電，不可觸摸" 標示牌 power開關切換到OFF,智慧型進入和起動系統車輛將鑰匙移到車輛偵測區域外(車外2米) 拆開輔助電瓶之負極(-)接頭 檢查絕緣手套 拆除維修接頭 拆下維修接頭後等待 10 分鐘以讓含變壓器的轉換器總成內的高壓電容器放電 檢查轉換器端子電壓(確認 0V ) • 安全注意事項 • 維修高壓電系統前,務必遵守所有安全措施
一般維修及BP作業 工具絕緣 安全注意事項--維修高壓電系統期間工具務必絕緣
一般維修及BP作業 高壓電纜線(SST) 低壓電纜線(SST) THS 充電器(SST) 連鎖開關蓋(SST) AC 100 到 240 V 接地插頭 HV電池--HV電池沒電時可用 THS 充電器充電
一般維修及BP作業 檢查模式
一般維修及BP作業 OFF → IG-ON IG-ON → READY 在60秒內 P N P 排入檔位 FWD 保養模式 踩下2 次 踩下2 次 踩下2 次 AWD 保養模式 踩下4 次 踩下4 次 踩下4 次 油門踏板操作 踩下3 次 踩下3 次 踩下3 次 認證模式(取消TRC) 檢查模式--作動檢查模式 (不使用IT-II時)
HV車的緊急處置 在何時需要這樣… 關閉高壓電系統-- • 執行維修或保養時 • 處理損壞的車輛時 • 執行意外事故復原或救援工作時
HV車的緊急處置 關閉高壓電系統戴上絕緣手套，拆下HV電池的維修接頭 維修接頭 穿戴絕緣手套
高電壓電容器 放電 0V 電量 拆下維修接頭 10 分鐘 HV車的緊急處置 高壓電纜線為橘色=危險 ! - 在使車輛失能處置後，電源會維持： • 高壓電系統為 10 分鐘 • SRS氣囊為 90 秒 • 警告:
HV車的緊急處置 • 滅火劑 • 使用大量且持續供應的水 • ABC 類滅火器(適用於油類及電氣類火災) • HV 電池著火 • 內有腐蝕性強鹼 氫氧化鉀 (KOH) & 氫氧化鈉(NaOH) • 鎳氫電池電解液，HV電池模組於金屬外殼內(僅小的入口在上方) • 絕不可拆除外殼!(否則可能造成嚴重電氣灼傷、電擊或死亡) 火災
HV車的緊急處置 1.鎳氫電解液為腐蝕性強鹼(PH13.5)會損壞人類組織 2.鎳氫電解液被電極板所吸附並形成凝膠 3.模組是由金屬電池包覆外殼保護 • 4.使用硼酸水溶液或醋來中和濺出的鎳氫電池電解液 強鹼電解液 危險 HV電池 不可觸摸任何洩漏的液體 HV洩漏
HV車的緊急處置 洩漏 中和 硼酸水溶液 紅色石蕊試紙 請用布擦拭。 中和 使用硼酸水溶液中和 硼酸 (800 g) 水 (20 公升) 強鹼 HV 電解液漏出時的處置
HV車的緊急處置 1.使高壓電系統及SRS氣囊不作用 2.從水中移出車輛 3.若可能洩放車上積水 4.遵循脫困和固定車輛程序(參閱急救程序) 車廂:無電擊的危險 SMR OFF 短路 車廂 短路 含變壓器的轉換器總成 (高壓電容器) HV電池 泡水:
HV車的緊急處置 O: 車輛可被拖吊 X: 車輛不可被拖吊 *1: 車輛被拖吊必須在 IG ON 和轉向鎖定解除 *2: 不可超過 30 km/h且僅能短距離拖吊
HV 車可以不加汽油行駛嗎？HV 車單純仰賴 HV 電池的電力可以行駛多遠？ 不行，HV 車需加汽油才能行駛。HV 車若單靠 HV 電 池只能行駛相當有限的距離。 ● HV 電池的充電方式有兩種：(1) 再生煞車; (2) 引擎動力。 ● 若汽油耗盡，引擎便無法運轉，HV 車就會靠馬達行駛。此時，HV 電池就只能仰賴再生煞車進行充電，進而導致低 SOC(充電狀態)，而使 HV 車無法行駛。 ● 可行駛距離可能僅有數公里，實際距離會依當時的 SOC 以及行駛狀況而定。
HV 所搭載的引擎似乎需承受較重負荷，因引擎會經常反覆起動和熄火；而起動馬達耐用嗎？ 是。HV 所搭載的引擎，起動頻率的確比傳統引擎還要 高，但是這並不代表引擎的負擔就比較大。 ● HV 所搭載的引擎在行駛時的反覆起動和熄火頻率比傳統引擎還要高。對於傳統車輛而言，擔憂引擎起動馬達接觸點的磨耗是很正常的；不過 HV 所搭載的引擎採用無接觸點的 DC 無刷馬達(MG1)，因此不需擔憂這方面的問題。 ● 此外，因為 HV 具備 EV 模式和怠速熄火功能，因此與傳統引擎相較，更能減少引擎的運轉時間以及高轉速使用的情況。 ● 引擎機油的更換週期與傳統車輛相同。(行駛距離並非導致引擎機油劣化的唯一原因。)
為何引擎和 Hybrid 系統需要各自獨立的冷卻系統？ 因為引擎和 Hybrid 系統兩者的目標冷卻溫度並不相 同。 ● 引擎和 Hybrid 系統擁有獨立的冷卻系統。 ● 由於目標冷卻溫度不同，引擎冷卻系統的設計是要讓引擎冷卻液溫度於暖機後維持在 80°C 至 100°C之間，與傳統引擎相同，而Hybrid 系統的設計則是要讓溫度低於大約 65°C，尤其是對轉換器的冷卻。
一次煞車能產生多少電力？ 從時速 60 km/h至車輛完全靜止，能提升約 1% 至 3% 的 SOC 電力。 ● 從時速 60 km/h 至車輛完全靜止，視煞車踏板踩踏情形而定，能提升約 1% 至 3% 的 SOC 電力。 ● 於 EV 模式下從 0 km/h 緩慢加速至大約 40 km/h，能提升約 2%至 3% 的 SOC 電力，進而能夠儲存符合此動態範圍的電力。 ● 最有效的能源回充方式是緩慢的減速並且輕踩煞車踏板。反之，突然煞車會使再生功能效果較差，因為此時液壓煞車擔任減速功能的比重較大。
HV 行駛時，驅動馬達的電壓是多少？ HV 行駛時，視行車狀況而定電壓可從 HV 電池的電壓至最大 650 V。 ● HV 行駛時，視行車狀況而定，電壓可從 HV 電池的電壓至最大650 V。 ● 舉例而言，在下列情況下電壓會提高至最大 650 V*： ● 完全踩下油門踏板 ● 起動引擎
與傳統車輛相比，HV 車會產生大量的電磁波嗎？ 不會。電磁波的產生與傳統車輛相同。 ● 實際上，高壓電組件會產生高頻電波(電磁波)，但是每個零件均有妥善遮蔽措施。例如轉換器和 HV 電池均有金屬外罩，且所有高壓纜線都有電磁遮蔽結構。 ● 電磁波的強度與傳統車輛或家用電器相比並沒有比較高。
可以使用傳統電瓶取代輔助電瓶嗎？ 不行。強烈建議您使用製造商所規定的原廠輔助電瓶。 ● HV 車的輔助電瓶通常安裝於車內(行李廂等位置)。 ● HV 車輔助電瓶的每個電瓶室均無通氣塞，但是設有通氣口來將輔助電瓶回充時所產生的氫氣釋放至車外。因此若使用傳統電瓶，氫氣會累積在車內，有可能會導致危險的情況。
HV 電池的電力會耗盡嗎？ 會。當HV 車長時間未使用時，HV 電池電力就可能會耗盡。 ● THS-II 能利用再生煞車以及發電機(MG1)利用引擎動力所產生的電力，替 HV 電池充電。 ● 然而，若 HV 車一段時間未使用(4 個月以上)，HV 電池的電力就會像傳統電瓶般自然放電而耗盡。 ● 為了避免 HV 電池因長期放置與自然放電而電力耗盡，HV 電池需要每 4 個月(日本)在系統進入「READY ON」狀態下進行充電。(在「POWER」開關開啟「READY OFF」] 狀態後，靜候 3 分鐘。)然後將系統切換到「READY ON」狀態。引擎起動後，請繼續讓引擎運轉 10 分鐘直到引擎熄火，此時 HV 電池應該就能維持正常狀況。 ● 若 HV 電池電力已完全耗盡，請使用 THS 充電器進行充電。若HV 電池無法正常充電(意即 HV 電池已完全放電)，就必須更換HV 電池。
HV 車的實際燃油效率真的很好嗎？ 是的。HV 車所搭載的 THS-II，其特色就是市區行駛時 的高度實際燃油效率。 ● 市區行駛經常走走停停。此種行車條件，是展現具備 EV 模式以及怠速熄火功能之 HV 車的最佳情況。 ● 市區行駛的平均車速較低，而搭載傳統引擎的車輛無法發揮引擎較擅長的定速行駛，導致燃油效率偏低。另一方面，在這些情況下較為省油的 HV 車，其優勢明顯勝過傳統車輛。
當 HV 車使用馬達行駛時，引擎何時會起動？ 會由駕駛人的加速需求，以及 HV 電池的 SOC 來決定。 ● 依油門踏板位置和 SOC 而定，當 HV 車使用馬達行駛時，引擎可能會起動。 ● 踩下油門踏板時需要更多的動力，因此會讓引擎提早起動。 ● SOC 過低也會讓 HV 電池需要引擎來充電而提高引擎需求，使引擎提早起動。
