丰田混动系统THS的工作原理和工作模式

丰田THS-Ⅱ混合动力汽车工作原理

1、发动机启动

与传统燃油汽车不同，THS的发动机起动时，不使用专门的起动机，而是使用发电机起动。汽车起动时散热器尚未工作，故无热量交换，此时燃料、电力和动力（机械力）的传递路线分别为：

• 燃料传递路线：油箱→发动机
• 电力传递路线：高压电池→充电用DC/DC→驱动电池用逆变器→发电机
• 动力传递路线：发电机→发动机

2、发动机热机和充电

当发动机需要热机或蓄电池需要充电时，燃料、电力、动力（机械力）和热量的传递路线为：

• 燃料传递路线：汽油箱→发动机
• 电力传递路线：发电机→充电用DC/DC→高压电池→辅助电源
• 动力传递路线：发动机→发电机
• 热传递路线：发动机→散热器；驱动电池用逆变器→逆变器冷却器

3、汽车电动机起步

与传统汽车不同，HEV起步时通常使用电驱动，燃油发动机不参与工作，此时电力、动力（机械力）和热量的传递路线为：

• 电力传递路线：高压电池→充电用DC/DC→驱动电池用逆变器→升压电路→电动机
• 动力传递路线：电动机→差速器（车轮）
• 热传递路线：发动机→散热器；驱动电池用逆变器→逆变器用冷却器

4、发动机和电动机并联加速起步

当汽车需要大转矩或急加速起步前进时，发动机和电动机同时参与工作。此时燃料、电力、动力和热量的传递路线分别为：

• 燃料传递路线：汽油箱→发动机
• 电力传递路线：高压电池→充电用DC/DC→驱动电池用逆变器→升压电路→电动机
• 动力传递路线：电动机→差速器（车轮）+发动机→差速器（车轮）
• 热传递路线：发动机→散热器；驱动电池用逆变器→逆变器用冷却器

5、发动机和电动机串联工作

车辆正常行驶时，发动机的动力超过汽车行驶动力需求，此时采用发动机和电动机的串联工作模式，发动机带动发电机发出的电力一部分驱动电动机，另一部分用于对动力蓄电池充电：

• 燃料传递路线、热传递路线（略）
• 电力传递路线：发电机→驱动电池用逆变器→高压电池；发电机→升压逆变器→电动机
• 动力传递路线：发动机→发电机；发动机→差速器（车轮）；电动机→差速器（车轮）

6、汽车全负荷高速行驶-需要大功率

发动机、电动机、发电机和蓄电池将全部输出动力供汽车行驶需要

• 电力传递路线：高压电池→充电用DC/DC→驱动电池用逆变器→升压电路→电动机；发电机→逆变器→升压电路→电动机
• 动力传递路线：电动机→差速器（车轮）+发动机→差速器（车轮）+发动机→发电机

7、行驶中发动机充电-多用于加速结束后，以一定速度行驶的工况

汽车行驶中蓄电池电量不足时，采用行驶中发动机充电工作模式，发动机的动力一部分用于直接驱动汽车，一部分带动发电机并向蓄电池充电

• 电力传递路线：发电机→逆变器→高压电池
• 动力传递路线：发动机→发电机+发动机→差速器（车轮）

8、电动机行驶-用于倒车和缓行等工况

在汽车倒车或缓行等工况时，采用电动机行驶模式，此时发动机不参与工作

• 动力传递路线：电动机→差速器（车轮）
• 电力传递路线：高压电池→驱动电池用逆变器→升压电路→电动机

9、制动能量回收

汽车制动、下坡行驶时，通常采用制动能量回收模式工作，此时发动机停止工作

• 电力传递路线：发电机→逆变器→高压电池
• →发电机
• →逆变器用冷却器

10、汽车滑行

汽车滑行时，虽然不需要车辆驱动动力，但空调系统仍需要驱动力，此时电力和热量的传递路线为：

• →空气压缩机电机
• →冷凝器

11、汽车停车

当汽车在十字路口停车并且空调处于关闭状态时，THS系统停止工作。