▣ 变压器的作用
卡罗拉混合动力系统中的变压器负责将HV蓄电池输出的直流电高效地转换为电动机和发电机所需的交流电(图32)。同时,变压器还能将发电机和电动机产生的交流电转化为适合HV蓄电池充电的直流电,确保整个动力系统的电力需求得到满足。
▣ 可变电压系统
可变电压系统具备灵活调节电动机和发电机电源电压的能力,实现无级升压。在常规状态下,其直流电压维持在244.8V,但根据需求,这一电压可提升至最高650.0V,如图33所示。工作原理如图34所示,该系统通过小电流实现大电力供给,从而充分发挥高输出电动机的性能,提升系统整体效率。同时,这也使得变压器能够设计得更加紧凑、轻便。
▣ DC/DC转换器功能
DC/DC转换器是该系统中的关键组件,它负责将HV蓄电池和发电机产生的244.8/201.6V直流电流降压至12.0V,以供车辆的辅助设备及电子部件ECU使用。这一转换过程对于确保车辆各部件的稳定供电至关重要。
▣ HV ECU的核心作用
在系统中,HV ECU扮演着至关重要的角色,其控制功能涵盖多个方面。首先,它负责监视和控制HV蓄电池的状态。通过蓄电池ECU的监测,HV ECU能及时获知蓄电池的充电情况。一旦蓄电池电量不足,HV ECU会相应地提升发动机的输出功率,驱动MG1进行发电,为蓄电池充电。在低速且发动机未启动的情况下,HV ECU会先启动MG1,进而通过发动机为蓄电池补充电力。同时,为了确保系统的安全运行,HV ECU还会监控蓄电池和电机的温度。一旦发现过热情况,它会立即限制动力输出,直至温度恢复正常。
▣ 智能控制功能详解
此外,HV ECU还具备关闭控制功能。当车辆处于N挡时,电机将自动关闭以节省能源。若在紧急制动情况下ABS系统启动,制动结束后,HV ECU会恢复MG2的工作,为汽车车轮提供必要的辅助动力。在D/B挡轻踩制动踏板时,再生制动功能将启动。若此时换入N挡,再生制动会逐渐减弱直至MG2完全关闭,同时液压制动会相应加强以维持车辆的稳定。另外,HV ECU还负责上坡辅助控制。在上坡起步时,它会协同制动防滑控制ECU工作,通过转速传感器对路面坡度和下降角度的精确计算,HV ECU能控制MG2输出恰当的扭矩,防止车辆下滑。同时,制动防滑控制ECU也会启动后制动系统以确保上坡过程的平稳与安全。最后,HV ECU还对电动机牵引力进行精细控制,当驱动轮转速过快时,这可能会损坏行星齿轮机构或导致MG1发电量过多、系统过载。因此,HV ECU会通过制动防滑控制系统增加液压制动力来降低车轮转速。若左右车轮转速差异过大或单个驱动轮转速过高,该系统还会对转速过高的车轮进行单独制动以确保整个系统的稳定与安全。
▣ 系统总体控制
电子控制系统,被誉为汽车的大脑,是车辆各种系统的集中控制中心。它通过ECU实时监控汽车的运转情况和能量消耗,以实现安全、舒适且高效的行驶。ECU进行精密且高速的综合控制,确保混合动力系统的稳定性和性能。混合动力系统控制系统主要负责监控多个关键组件的运转状态。它密切关注发动机、发电机以及HV蓄电池的运行情况,确保系统的稳定与高效。同时,该系统还负责接收汽车控制网络传递的制动信息,监控驾驶者对加速踏板开度和变挡位置的操作,以及跟踪辅助驾驶设备如空调、加热器、前照灯和导向系统的能耗情况。
在丰田卡罗拉混合动力系统中,HV ECU发挥着核心的控制作用。通过监测和控制HV蓄电池的状态,它确保了系统的稳定运行。当蓄电池电量不足时,HV ECU会提升发动机输出功率,驱动MG1发电为蓄电池充电。在低速且发动机未启动的情况下,它会先启动MG1,通过发动机为蓄电池补充电力。同时,HV ECU还监控蓄电池和电机的温度,一旦发现过热情况,会立即限制动力输出。此外,该系统还具备一系列的智能控制功能。在N挡时,电机自动关闭以节省能源;紧急制动时,ABS系统启动后,HV ECU会恢复MG2的工作;D/B挡轻踩制动踏板时,再生制动功能启动,换入N挡后逐渐减弱直至MG2完全关闭;上坡起步时,HV ECU协同制动防滑控制ECU工作,通过精确计算路面坡度和下降角度,控制MG2输出恰当扭矩,防止车辆下滑;同时,电动机牵引力也受到精细控制,避免行星齿轮机构损坏或系统过载。这些智能控制功能共同确保了丰田卡罗拉混合动力系统的卓越性能和安全可靠性。
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