СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМОЙ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОПИСАНИЕ

1. Гибридная система данного автомобиля основана на гибридном приводе LEXUS в рамках концепции "Hybrid Synergy Drive" (комплексный гибридный привод)*.

   Tip:

   *: Концепция "Hybrid Synergy Drive" дает 4 основных преимущества: снижение расхода топлива, уменьшение токсичности отработавших газов, плавный разгон и бесшумная работа.

2. В данной гибридной системе для привода передних колес используется гибридный привод LEXUS, обеспечивающий низкий расход топлива и высокие характеристики привода за счет эффективного взаимодействия двигателя и мотор-генераторов.

3. Кроме того, в моделях с постоянным полным приводом используется система E-Four, объединенная с гибридным приводом LEXUS, оснащенная электродвигателем большой мощности с высоким КПД для привода задних колес. Для достижения низкого расхода топлива и высоких тяговых характеристик возможны различные сочетания переднего привода с присущей ему высокой топливной экономичностью и конфигурации с постоянным полным приводом, для которой характерны высокие тяговые характеристики и адекватное распределение крутящего момента в различных условиях движения.

4. В автомобилях с гибридным приводом совместно используются источники энергии 2 видов: двигатель и электродвигатель, что позволяет пользоваться преимуществами каждого из этих источников и одновременно компенсировать их недостатки. В результате обеспечивается эффективная работа автомобиля.

5. В отличие от электромобилей автомобили с гибридным приводом не нуждаются во внешней подзарядке аккумуляторных батарей. Таким образом, для эксплуатации автомобилей с гибридным приводом не требуется специальная инфраструктура.

6. В различных областях продолжается техническое совершенствование силовых агрегатов (таких, как двигатель и топливная батарея). Гибридная система представляет собой гибкую систему, в которой используются высокоэффективный силовой агрегат и электродвигатели.

7. В автомобилях с гибридным приводом имеются высоковольтные электрические цепи. Поэтому при разработке таких автомобилей особое внимание уделялось защите водителей и механиков от поражения электрическим током.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

1. Автомобили с гибридным приводом обладают следующими особенностями.

   Особенности	Описание
   Остановка двигателя на холостом ходу (для снижения потерь энергии)	Двигатель, работающий на холостом ходу, автоматически останавливается (остановка двигателя на холостом ходу) для сокращения потерь энергии.
   Привод EV (эффективное управление приводом)	Когда КПД двигателя мал, этот привод дает автомобилю возможность двигаться только за счет энергии электродвигателя. Кроме того, при высоком КПД двигателя он обеспечивает выработку электроэнергии. Такое управление позволяет добиться максимального суммарного КПД автомобиля.
   EV Mode	Если водитель нажимает переключатель при выполнении соответствующих условий, автомобиль может двигаться с приводом только от электродвигателя.
   Вспомогательное использование электродвигателя	При разгоне мощность электродвигателя добавляется к мощности двигателя.
   Рекуперативное торможение (рекуперация энергии)	Во время замедления, а также при нажатии педали тормоза часть энергии, которая расходуется на тепловые потери, накапливается в виде электрической энергии, подлежащей повторному использованию, например, для питания электродвигателя.

2. Система E-Four имеет следующие особенности:

   Особенности	Описание
   Обеспечение тяговой характеристики	Система E-four обеспечивает высокую устойчивость при трогании с места и разгоне на заснеженных и прочих скользких дорожных поверхностях.
   Обеспечение топливной экономичности	Как правило, для экономии топлива система E-Four использует только привод передних колес. При этом в зависимости от условий движения она может передавать тяговое усилие на задние колеса посредством заднего мотор-генератора (MGR).

3. В целом, существуют 3 типа гибридных систем: последовательные гибридные системы, параллельные гибридные системы и смешанные (последовательно-параллельные) гибридные системы.

   1. Последовательная гибридная система

      • Электродвигатель вращает колеса, а двигатель посредством генератора действует как источник электроэнергии для электродвигателя.

        

        *1	Двигатель	*2	Генератор
        *3	Инвертор	*4	Высоковольтная аккумуляторная батарея
        *5	Электродвигатель	-	-
        	Путь передачи механической энергии		Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        	Путь передачи электрической энергии (переменного тока)	-	-

   2. Параллельная гибридная система

      • Колеса вращаются непосредственно как двигателем, так и электродвигателем. Наряду с дополнением мощности бензинового двигателя электродвигатель также может выполнять функцию генератора, заряжая блок высоковольтной аккумуляторной батареи во время движения автомобиля. Кроме того, автомобиль может перемещаться только под действием электродвигателя.

        

        *1	Двигатель	*2	Трансмиссия
        *3	Высоковольтная аккумуляторная батарея	*4	Инвертор
        *5	Мотор-генератор	-	-
        	Путь передачи механической энергии		Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        	Путь передачи электрической энергии (переменного тока)	-	-

   3. Последовательно-параллельная гибридная система

      • Характеристики последовательной гибридной системы и параллельной гибридной системы сочетаются. В состав системы входят 2 мотор-генератора. Мотор-генератор № 1 (MG1) позволяет вырабатывать электроэнергию с использованием мощности двигателя. Вырабатываемая электроэнергия используется для зарядки высоковольтной аккумуляторной батареи, а также для питания мотор-генератора № 2 (MG2).

        

        *1	Двигатель	*2	Планетарная передача деления мощности
        *3	Высоковольтная аккумуляторная батарея	*4	Инвертор
        *5	Мотор-генератор № 1 (MG1)	*6	Мотор-генератор № 2 (MG2)
        	Путь передачи механической энергии		Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
        	Путь передачи электрической энергии (переменного тока)	-	-

4. В гибридном приводе LEXUS на высоком уровне реализовано стремление одновременно добиться высокой мощности и экологичности для воплощения концепции комплексного гибридного привода.

   1. К основным узлам гибридного привода LEXUS относятся двигатель, гибридная трансмиссия в блоке с главной передачей, преобразователь-инвертор в сборе и высоковольтная аккумуляторная батарея. Используется гибридная система последовательно-параллельного типа. Кроме того, в моделях с постоянным полным приводом используется система E-Four, включающая блок заднего привода в сочетании с последовательной гибридной системой.

      

      *A	Для моделей с постоянным полным приводом	-	-
      *1	Двигатель	*2	Гибридная трансмиссия
      *3	Дифференциал	*4	Планетарная передача деления мощности
      *5	Планетарный редуктор электродвигателя	*6	Генератор (MG1)
      *7	Электродвигатель (MG2)	*8	Преобразователь-инвертор в сборе
      *9	Высоковольтная аккумуляторная батарея	*10	Блок заднего привода (задний тяговый электродвигатель с трансмиссией в сборе)
      *11	Задний электродвигатель (MGR)	-	-
      *a	Путь передачи механической энергии	*b	Путь передачи электрической энергии (постоянного тока)
      *c	Путь передачи электрической энергии (переменного тока)	-	-

   2. Гибридный привод LEXUS осуществляет оптимальное координированное управление мощным двигателем 2AR-FXE и мощным высокоскоростным мотором-генератором № 1 (MG1) и мотором-генератором № 2 (MG2) в составе гибридной трансмиссии P314, обеспечивая превосходные характеристики трансмиссии. На моделях с постоянным полным приводом система E-Four также управляет задним мотор-генератором (MGR) посредством блока заднего привода Q211, который обеспечивает великолепные тяговые характеристики.

   3. Автомобили с гибридным приводом оборудованы 2 аккумуляторными батареями, которые выполняют разные функции. Одна представляет собой высоковольтную аккумуляторную батарею (с номинальным постоянным напряжением 244,8 В), которая аккумулирует энергию для привода автомобиля, а другая – вспомогательную аккумуляторную батарею (с номинальным постоянным напряжением 12 В), которая обеспечивает питание электрооборудования.

   4. Помимо прочего в данном автомобиле используется система регулирования напряжения, включающая в себя высоковольтную аккумуляторную батарею большой емкости с номинальным постоянным напряжением 244,8 В, повышающий преобразователь, который увеличивает рабочее напряжение системы до максимального уровня 650 В пост. тока, а также инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

   5. Поскольку автомобили с гибридным приводом не оборудуются обычным генератором, высокое напряжение высоковольтной аккумуляторной батареи понижается примерно до 14 В с помощью преобразователя гибридной системы, чтобы обеспечить зарядку вспомогательной аккумуляторной батареи.

   6. Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе содержит герметичные никель-металл-гидридные (NiMH) элементы. Эта высоковольтная аккумуляторная батарея характеризуется высокой удельной мощностью, малой массой и продолжительным сроком службы, что согласуется с характеристиками гибридного привода LEXUS. Поскольку в исправном автомобиле осуществляется управление зарядкой/разрядкой для стабилизации степени заряда (SOC) высоковольтной аккумуляторной батареи в сборе, подзаряжать батарею от внешнего источника не требуется.

      

      *A	Для моделей с приводом на одну ось	*B	Для моделей с постоянным полным приводом
      *1	Двигатель 2AR-FXE	*2	Преобразователь-инвертор в сборе Повышающий преобразователь Инвертор Преобразователь гибридной системы в сборе
      *3	Гибридная трансмиссия P314 (трансмиссия автомобиля с гибридным приводом в сборе) Мотор-генератор № 1 (MG1) Мотор-генератор № 2 (MG2)	*4	Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе (244,8 В пост. тока)
      *5	Вспомогательная аккумуляторная батарея (12 В)	*6	Блок заднего привода Q211 (задний тяговый электродвигатель с трансмиссией в сборе) Задний мотор-генератор (MGR)

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

1. Меры предосторожности относительно высокого напряжения гибридной системы

   1. Защита от высокого напряжения реализуется 2 способами: изоляцией цепей высокого напряжения и отключением цепей высокого напряжения. Гибридная система также определяет, не снижено ли сопротивление изоляции между системой высокого напряжения и массой.

2. Изоляция цепей высокого напряжения

   1. Цепи высокого напряжения связывают высоковольтную аккумуляторную батарею, преобразователь-инвертор в сборе, гибридную трансмиссию, блок заднего привода (задний тяговый электродвигатель с трансмиссией в сборе)* и компрессор с электродвигателем в сборе. Каждое из этих устройств подключается с использованием силового кабеля и электрически изолируется корпусами и кожухами.

      • *: для моделей с постоянным полным приводом

   2. Кроме того, кабели экранируются с помощью проволочной сетки, вделанной в электрическую изоляцию проводов. Экраны заземляются путем соединения с шасси автомобиля и предназначены, главным образом, для защиты от электромагнитных помех.

      • 

        *A	Для моделей с приводом на одну ось	*B	Для моделей с постоянным полным приводом
        *1	Компрессор с электродвигателем в сборе	*2	Преобразователь-инвертор в сборе
        *3	Гибридная трансмиссия P314 (трансмиссия автомобиля с гибридным приводом в сборе) Мотор-генератор № 1 (MG1) Мотор-генератор № 2 (MG2)	*4	Силовой кабель
        *5	Зажим сервисного размыкателя цепи	*6	Высоковольтная аккумуляторная батарея в сборе
        *7	Блок заднего привода Q211 (задний тяговый электродвигатель с трансмиссией в сборе) Задний мотор-генератор (MGR)	-	-

3. Отключение цепей высокого напряжения

   1. Когда наступает какое-либо из перечисленных ниже событий, главные реле системы (SMR) автоматически отключают ЭБУ гибридной системы.

      • Питание выключается.

      • Развертывается какая-либо подушка безопасности.

      • Снимается верхняя крышка выводов инвертора (размыкается цепь блокировки).

      • Снимается крышка разъема (размыкается цепь блокировки).

      • Разъем инвертора гибридной системы отсоединен (цепь блокировки разомкнута).

      • Частично поднимается ручка зажима сервисного размыкателя цепи (размыкается цепь блокировки)*.

      • Возникает определенная неисправность.

        Tip:

        *: зажим сервисного размыкателя цепи ни в коем случае не должен сниматься при нахождении автомобиля в состоянии READY-ON.

   2. Зажим сервисного размыкателя цепи используется для ручного отключения цепей высокого напряжения при необходимости обслуживания автомобиля.

      

      CAUTION:

      Остерегайтесь разряда конденсатора в преобразователе-инверторе в сборе: после отключения цепей высокого напряжения высоковольтный конденсатор в преобразователе-инверторе в сборе остается заряженным. После снятия зажима сервисного размыкателя цепи при обслуживании автомобиля с гибридным приводом подождите не менее 10 мин, чтобы дать конденсатору в инверторе разрядиться до начала работ.