文：赵宝平、刘静、武文娟

6.动力控制单元

使用电动机行驶的卡罗拉混合动力系统中安装有变压器、可变电压系统及DC/DC转换器组成的动力控制单元，控制单元所在位置如图29红框所示，组成原理如图30所示，分解图如图31所示。

（1）变压器

变压器将HV蓄电池的直流电转换为电动机和发电机使用的交流电（图32）。另外也将发电机和电动机发出的交流电转换成可供HV蓄电池充电的直流电。

（2）可变电压系统

可变电压系统根据需要将电动机和发电机的电源电压进行无级升压，如图33所示，由一般情况下的直流244.8 V最大升至650.0 V。

图29 带转换器的变频器总成所在位置

图30 组成原理图

图31 分解图

工作原理如图34所示，这意味着大的电力供给由小电流提供，发挥高输出电动机性能，提高系统整体的效率，同时这也意味着变压器将变得更小更轻。

（3）DC/DC转换器

DC/DC转换器将HV蓄电池和发电机发出的244.8/201.6 V直流电流减压至12.0 V，以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用(图35)。

HV ECU控制变频器，首先将HV蓄电池直流电转换为交流电输给MG1/2，然后将MG1的交流电经过交-直-交转换后输给MG2最后切断MG1/2的电流。控制方式如图36所示。

7.HV ECU

HV ECU的控制有以下几个方面。

（1）系统监视控制

蓄电池ECU监测HV蓄电池的充电状态，并发送给HV ECU，如果蓄电池电量过低，HV ECU提高发动机输出功率，带动MG1发电。如果在低速时发动机未起动，则控制MG1先起动发动机，然后通过发动机给蓄电池充电。如果蓄电池或电机过热，那么限制动力输出，直到蓄电池或电机恢复正常温度。

（2） 关闭控制

车辆处于N挡时，电机被关闭，如果紧急制动，导致ABS工作，在制动停止后，恢复MG2工作给汽车车轮提供辅助动力。

车辆在D/B挡时在轻踩制动踏板，随后再生制动工作，如果此时挂入N挡，则再生制动会逐渐减小直至MG2被关闭，而液压制动会加强。

（3）上坡辅助控制

图32 变压器

图33 可变电压系统

图34 可变电压系统原理图

图35 DCDC转换器

图36 变频器控制

图37 控制系统组成框图

进行上坡起步时，HV ECU控制变频器以及制动防滑控制ECU，通过转速传感器计算路面坡度和下降的角度，控制MG2输出适合的扭矩，确保车辆不下滑。与此同时，制动防滑控制ECU也开启后制动系统，防止车辆下滑。

（4）电动机牵引力的控制

如果驱动轮转速过快，可能会损坏行星齿轮机构，也可能会致使MG1发电量过多，系统过载。当HV ECU发现MG2转速过高时，制动防滑控制系统通过增加液压制动力以减小车轮转速。当HV ECU发现左右车轮的转速差过大，或其中一个驱动轮转速过高时，制动防滑控制系统对转速过高的车轮进行制动。

三、丰田卡罗拉混合动力系统原理

1.混合动力系统电子控制

电子控制系统是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。为了实现安全、舒适、高效率行驶，混合动力系统采用ECU实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速的综合控制。电子控制系统组成如图37所示。

混合动力系统控制系统实现以下控制：监控混合动力组成部分（混合动力系统的发动机、发电机、HV蓄电池）的运转状态;监控通过汽车的控制网络传来的制动信息;监控驾驶者发出的指令（加速踏板开度、变挡位置）;监控辅助驾驶设备（如空调、加热器、前照灯、导向系统）的能量消耗。

（待续）