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1、丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析作为全球最成功的环保车型，丰田普锐斯(PRIUS)早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军，即使在我们的身边。也经常可以见到它们的身影。目前，在国内生产的丰田普锐斯(PRIUS)是采用丰田第二代混合动力系统，集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车(图1)。丰田第二代混合动力系统(THS-II),可以根据车辆行驶状态，灵活地使用2种动力源，并且弥补2种动力源之间不足之处，从而降低燃油消耗，减少有害气体排放，发挥车辆的最大动力。由于其THS-II电机及驱动系统结构复杂，技术先进，本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理，以帮助读者更进一步了解TH-II系统。一、

2、THS-II电机及驱动控制系统的特点1 .在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。2 .采用大功率电机输由，提高电机的利用率。当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。3 .极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用翠。二、THS-II电机及驱动系统基本组成1 .HV蓄电池：由168个单格银氢电瓶(1.2VX6个电瓶X28个模块)组成，额定电压DC201.6V,安装在车辆后备厢内。在车辆起步、加速和上坡时,HV蓄电池将电能提供给驱动电机。2 .混合动力变速驱动桥：混合动力变速驱动桥由发电机MG1、

3、驱动电机MG2和行星齿轮组成(图2)。3 .变频器：由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。(1)增压转换器：将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V(反之从DC500V降压到DC201.6V)。(2)逆变整流器：将DC500V转换成AC500V,给电动机MG2供电。反之将AC500V转换成DC500V,经降压后，给HV蓄电池充电。(3)直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V,为车身电器供电，同时为备用蓄电池充电。(4)空调变频器：将HV蓄电池DC201.6V转换成AC201.6V交流电为空调系统中电动变频压缩机供电。4

4、，接收来自传感器和ECU（发动机ECU、HV蓄电池ECU、制动防滑控制ECU、电动转向ECU）信息。根据此信息，计算车辆所需的扭矩和功率，将计算结果发送给发动机ECU,变频器总成，蓄电池ECU和制动防滑控制ECU。三、THSII系统电机（MG1、MG2）工作原理交流伺服驱动系统中，应用的交流永磁驱动电机有两大类。一类称为无刷直流同步电动机（BDCM）,另一类称为三相永磁同步电动机（PMSM）,THSII系统的电机（MG1、MG2）属于BDCM类型的驱动电机。BDCM用装有永磁体转子代替了有刷直流电动机的定子磁极。有刷直流电动机依靠机械换向器，将直流电流转换成近似梯形波的交流电流。而BDCM是将

5、逆变器产生的方波交流电流直接输入电机定子绕组，省去了机械换向器和电刷。BDCM定子绕组中通入三相方波交流电流。定子绕组上会产生感应电动势，生成与永磁转子磁场在空间位置成正交的电枢反应磁场。在转子永磁铁磁场的作用下，电枢反应磁场以反作用电磁力驱动永磁转子同步旋转（图3）o四、THSII电机（MG1、MG2）结构1. MG1、MG2定子绕组采用三相Y形连接，每相由4个绕组并联，可以在给电机输入较大电流下，获得最大转矩和最小转矩脉动。2. MG1、MG2永磁体转子采用稀土永磁材料作为永磁铁，安装在转子铁芯内部（内埋式永磁转子）。转子内的永磁铁为“V”形，这样永磁体既有径向充磁，又有横向充磁，有效集中

图一是楼主原文的斩波电路.双向电子开关,既可以用二极管全桥+MOSFET,也可以直接用两个MOSFET反向串联.这里使用的是两管反向串联的结构.用IGBT也可以,但必须有续流二极管.
图二是常用的单相逆变(变频)拓扑,本质是一个DC->AC的逆变器.

图一,两个管子,一路信号驱动,但是在关断期间,没有续流通道,所以不能驱动非纯阻性负载.如果强行带电机,即使管子耐压很高不被击穿,电机两端的电压也不再是工频正弦波,电机不能正常工作.

图二,在上下桥臂都关断的死区时期,靠二极管续流,将电机的无功电流回馈到电容C1.由于有D6这个整流二极管,电机的无功电流不能回到电网V3,所以有一个Q5和R1.在C1电压超过限值的情况下,Q5导通,将能量消耗在R1上,确保整个电路不被高压击穿.H桥的驱动信号,如果用双极性调制,需要一路,如果用单极性倍频,需要两路.这个电路,是一个单向电源.电网V3只输出功率,电机K1的无功电流无法回到电网V3,只能靠C1缓冲或者R1消耗.在成品变频器上,R1就是外接的制动电阻.

图三,是AC->AC的逆变拓扑.其驱动信号时序相当啰嗦.即使不变频,只变压,也需要四路信号,分别驱动8个管子,且驱动信号的时序,与电网V4瞬时值有关,与负载K3电流瞬时方向相关.这是个双向电源,电网V4既能输出能量驱动电机K3,也能吸收来自电机的无功电流.