Piotr Grudziński Akademia Toyoty Toyota Motor Poland

1. System napędu hybrydowego Toyota Piotr GrudzińskiAkademia ToyotyToyota Motor Poland

2. System napędu hybrydowego Toyota Charakterystyki trakcyjne Moc silnika spalinowego: Połączenie2 źródeł napędów, które się uzupełniają: Moment obrotowy silnika elektrycznego: Moment obrotowy silnika spalinowego: • Silnik elektryczny:Wysoki stały moment obrotowy, niemal od prędkości 0 Moc wyjściowa Moment obrotowy • Silnik spalinowy: Wysoka moc przy wysokiej prędkości obrotowej Prędkość pojazdu Charakterystyka układu hybrydowego

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 Akumulator HV Generator 12V Silnik spalinowy Akumulator HV MG1 Zespół falownika Przekładnia planetarna Silnik Inv PS MG2 Silnik elektryczny Mechanizm różnicowy Hybrydowy układ napędowy

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

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

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

9. Elementy systemu napędowego

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

11. Elementy systemu napędowego Zwarta budowa Hybrydowy zespół napędowy • Mechanizm rozdzielający moc z wielu źródeł energii (przekładnia planetarna)

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

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

14. Elementy systemu napędowego 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. Elementy systemu napędowego Generator MG1:generator / rozrusznik silnika Silnik • Ładuje akumulator HV • Zasila silnik elektryczny Generator • Uruchamia silnik spalinowy • Maks. moc wyjściowa:37,8 kW / 9500 obr./min • Maks. moment obrotowy:45 Nm / 0 – 6000 obr./min

16. Pozycja Nowy PRIUS Starszy PRIUS Typ Synchroniczny silnik AC trójfazowy  Funkcja Prądnica, rozrusznik silnika  Napięcie znamionowe (V) AC 500 AC 273,6 Maksymalna moc wyjściowa (kW (KM)/ obr./min) 33,8 (45,9) / 8500 37,8 (51) / 9500 Maks. moment obrotowy (N·m (kgf·m)/ obr./min) 45 (4,58) / 0 – 6000 38 (3,87) / 0 – 8500 88 75 Prąd w amperach przy maks. momencie obr. Maksymalna prędkość obrotowa 10000 obr/min 6 500 obr/min Układ chłodzenia Chłodzenie cieczą  Elementy systemu napędowego Generator Specyfikacja: MG1 (generator)

17. Elementy systemu napędowego Silnik elektryczny MG2:Silnik napędowy kół/ generator • Napędza pojazd Silnik • Wykonuje hamowanie odzyskowe • Maks. moc wyjściowa:50 kW / 1200 -1540 obr./min Silnik elektryczny • Maks. moment obrotowy:400 Nm / 0 -1200 obr./min

18. Pozycja Nowy PRIUS Starszy PRIUS Typ Synchroniczny silnik AC trójfazowy  Funkcja Generator, napęd kół  Napięcie znamionowe (V) AC 500 AC 273,6 33 (45) / 1040 – 5600 Maksymalna moc wyjściowa (kW (KM)/ obr./min) 50 (68) / 1200 – 1540 400 (40.8) / 0 - 1200 Maks. moment obrotowy (N·m (kgf·m)/ obr./min) 350 (35.7) / 0 – 400 Prąd w amperach przy maks. momencie obr. 230 356 Układ chłodzenia Chłodzenie cieczą  Elementy systemu napędowego Silnik elektryczny Specyfikacja: MG2 (silnik elektryczny)

19. Elementy systemu napędowego 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 ACelektrycznej sprężarki klimatyzacji

20. Elementy systemu napędowego Zespół falownika • Złącza do MG1 i MG2 do MG2 do MG1

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

22. Elementy systemu napędowego Zespół falownika Falownik • IPM (Intelligent Power Module) przekształca DCAC Zespół falownika Falownik MG1 • IPM (IGBT) DC DC Przetwornik prądu stałego AC MG2 Akumulator HV

23. Elementy systemu napędowego Zespół falownika Przetwornik wzmacniający • DC 201,6V  DC 500V DC 500V   DC 201,6V Zespół falownika • Przetwornik wzmacniający • IPM (IGBT) MG1 Falownik (IPM) DC 201,6V DC 500 V AC 500 V MG2 Akumulator HV : Rozładowanie : Ładowanie

24. Elementy systemu napędowego Zespół falownika Falownik klimatyzacji Przekształcenie DC  AC, aby zasilić prądem przemiennym elektryczną sprężarkę klimatyzacji ECU klimatyzacji DC  AC ECU HV Zadana prędkość sprężarki AC Falownik klimatyzacji DC Akumulator HV Sprężarka klimatyzacji Zespół falownika

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

26. Elementy systemu napędowego 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. Elementy systemu napędowego Moduł akumulatora HV Moduł akumulatora HV • Dodano łącznik zmniejszający opór wewnętrzny ogniw Przepływ prądu Łącznik Łącznik Ogniwo Dodatkowy łacznik '04 PRIUS '03 PRIUS

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

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

30. 12 V Elementy systemu napędowego 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

31. Elementy systemu napędowego Wskaźniki i lampki kontrolne Zestaw wskaźników Lampka Główna lampka ostrzegawcza „Brzęczyk” Lampka ostrzegawcza silnika lampka trybu EV

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

33. Elementy systemu napędowego E-shift Wybór trybu jazdy • Aby wybrać tryb N, D, R • D  B Wybór kierowcy Tryb R Położenie wyjściowe TrybN Powrót automatyczny Dźwignia Wyboru zakresów powraca samoczynnie do położenia wyjściowego TrybD Tryb B

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

35. 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 Prędkość pojazdu* Siła hamowania odzyskowego (MG2) Czas Zmiany w rozdziale siły hamowania)

36. Parametr Wartość Uwagi Moc silnika spalinowego 57 kW (77,5 KM) Moc silnika elektrycznego 50 kW (68 KM) Moc generatora 37,8 kW (51KM) Prędkość maksymalna 170 km/h Przyspieszenie 0-100 km/h 10,9 s 104 g / km Emisja CO2 Zużycie paliwa ECE Masa pojazdu 1300 / 1725 kg Parametry trakcyjne układu napędowego Hybrid Synergy Drive Specyfikacja: przy 5000 obr / min 1200 - 1540 obr / min przy 9500 obr / min 4,3 / 4,2 / 5,0 l/100km UE 80/1268–1999/100 WE własna / dopuszczalna

37. Koniec Toyota Motor Poland