СИСТЕМА ГИБРИДНОЙ ТРАНСМИССИИ


  1. КОНСТРУКЦИЯ


    1. В качестве генератора (MG1) и электродвигателя (MG2) используются компактные и легкие синхронные электродвигатели с постоянными магнитами.

    2. Генератор (MG1) заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею и выдает электрическую энергию для приведения в движение электродвигателя (MG2). Кроме того, регулируя количество генерируемой электроэнергии (соответственно, изменяя частоту вращения генератора), генератор (MG1) эффективно управляет бесступенчатой трансмиссией. Кроме того, генератор (MG1) действует как стартер для запуска двигателя.

    3. Электродвигатель (MG2) увеличивает мощность двигателя, действуя в качестве дополнительного источника энергии, а также, в зависимости от ситуации, работает отдельно, позволяя получить отличные силовые характеристики, в частности, плавное трогание с места и разгон.

    4. ЭБУ мотор-генератора (ЭБУ MG) получает сигналы от ЭБУ гибридной системы в сборе и, в соответствии с данными сигналами, включает биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) в интеллектуальных силовых модулях (IPM) для приведения в действие генератор (MG1) и электродвигатель (MG2).

    5. При протекании трехфазного переменного тока через трехфазные обмотки статора в электродвигателе создается вращающееся магнитное поле. Вращение магнитного поля регулируется в соответствии с положением и частотой вращения ротора, чтобы обеспечить притяжение постоянного магнита ротора к магнитному полю и, соответственно, создать крутящий момент. Этот крутящий момент практически пропорционален току, а частота вращения определяется частотой переменного тока. Кроме того, точно регулируются вращение магнитного поля и угол магнита ротора, чтобы эффективно создавать высокий крутящий момент даже в диапазоне высоких скоростей.

    6. Постоянные магниты в роторах генератора (MG1) и электродвигателя (MG2) установлены оптимально, чтобы эффективно использовать реактивный крутящий момент*. Это увеличивает вращательное усилие ротора и позволяет получить большее тяговое усилие.

      Tech Tips

      *: Крутящий момент, создаваемый в связи с изменениями магнитного сопротивления в зазоре между статором и ротором.

    7. При выработке электроэнергии вращение ротора создает магнитное поле, которое наводит электрический ток в обмотке статора.

      Figure 1. Выработка электроэнергии генератором (MG1)

      A01RGCGE02

    8. Датчик параметров вращения (резольверного типа)


      1. Резольверы представляют собой компактные надежные датчики вращения, которые точно определяют положение магнитов, что необходимо для эффективного управления генератором (MG1) и электродвигателем (MG2).

      2. Статор датчика частоты вращения имеет 3 обмотки, как показано на рисунке. Выходная катушка S и выходная катушка C располагаются по углом 90° друг к другу.

      3. Этот датчик подает в обмотку возбуждения A определенный переменный ток, так что в выходных обмотках S и C, независимо от частоты вращения ротора, протекает ток постоянной частоты. Так как ротор имеет овальную форму, зазор между статором и ротором изменяется при вращении ротора. Поэтому максимальные значения выходных сигналов выходных катушек S и C изменяются в зависимости от положения ротора.

      4. ЭБУ мотор-генератора (ЭБУ MG) обнаруживает пиковые значения выходной катушки. Затем он соединяет их, формируя теоретический сигнал. Абсолютное положение ротора определяется по разности значений сигналов выходных катушек S и C, направление вращения — по разности фаз теоретических сигналов выходных катушек S и C, а частота вращения — по изменению углового положения ротора в течение определенного времени.

      5. На следующем рисунке показаны сигналы катушки возбуждения A, выходных катушек S и C при повороте ротора на 180° в положительном (+) направлении.

        A01RGFMC01
        *1 Датчик частоты вращения (резольвер) *2 Статор
        *3 Ротор - -
        *a Катушка возбуждения A *b Выходная катушка S
        *c Выходная катушка С - -

        Figure 2. Выходной сигнал датчика частоты вращения (рисунок поясняет принцип работы)

        A01RGBSE04
        *1 Катушка возбуждения A
        *2 Теоретический сигнал
        *3 Выходная катушка S
        *4 Выходная катушка С

    9. Датчик температуры


      1. Датчики температуры предусматриваются для генератора (MG1) и электродвигателя (MG2) для определения температуры статора.

      2. На основании сигналов этих датчиков температуры ЭБУ гибридной системы в сборе управляет гибридной системой.