Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của ô tô toyota PRIUS HYBRID 2007
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.01 MB, 159 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ
TOYOTA PRIUS HYBRID 2007
SVTH :
TRẦN HỒNG QUÂN
MSSV:
14145220
SVTH :
LÊ DUY THỊNH
MSSV:
14145276
GVHD:
THS. NGUYỄN VĂN THÌNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Tên đề tài
NGHIÊN CỨU NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ
TOYOTA PRIUS HYBRID 2007
SVTH :
TRẦN HỒNG QN
MSSV:
141425220
SVTH :
LÊ DUY THỊNH
MSSV:
14145276
GVHD:
THS. NGUYỄN VĂN THÌNH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2018
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 1 năm 2018
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. TRẦN HỒNG QUÂN
2. LÊ DUY THỊNH
MSSV: 14145220
MSSV: 14145276
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Mã ngành đào tạo: ...................
Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Mã hệ đào tạo: .........................
Khóa:
Lớp: 141452
2014-2018
1. Tên đề tài
NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ TOYOTA PRIUS HYBRID
2007
2. Nhiệm vụ đề tài
-
Hiểu rõ được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của xe hybrid nói chung và của xe
Toyota prius hybrid 2007 nói riêng.
-
Hiểu rõ sơ đồ mạch điện hệ thống hybrid trong các trường hợp cụ thể
-
Kết luận.
3. Sản phẩm của đề tài:
- 1 đĩa CD gồm: 1 file word, 1 file PDF, 1 file Power Point
- Tập thuyết minh.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 20/10/2017
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/1/2018
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: ĐIỆN Ơ TƠ
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ TOYOTA PRIUS
HYBRID 2007
Họ và tên sinh viên:
TRẦN HỒNG QUÂN
MSSV:
14145220
Họ và tên sinh viên:
LÊ DUY THỊNH
MSSV:
14145276
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày và tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
II.
NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
III.
ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không):
................................................................................................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm
10:
................................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ TḤT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: ĐIỆN Ô TÔ
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ TOYOTA PRIUS
HYBRID 2007
Họ và tên sinh viên:
TRẦN HỒNG QUÂN
MSSV:
14145220
Họ và tên sinh viên:
LÊ DUY THỊNH
MSSV:
14145276
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
II.
NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................
III.
ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không):
................................................................................................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm
10:
................................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng
Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
năm 20…
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA Ô TÔ TOYOTA PRIUS
HYBRID 2007
Họ và tên Sinh viên: 1. TRẦN HỒNG QUÂN
2. LÊ DUY THỊNH
MSSV:
14145220
MSSV:
14145276
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tơ
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của giảng viên hướng dẫn, giảng viên phản
biện và các thành viên trong hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: ___________________________
______________
Giảng viên hướng dẫn: ________________________
______________
Giảng viên phản biện: _________________________
______________
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng 01 năm 2018
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh,
chúng em đã được học hỏi và lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu từ quý thầy cô, để
làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều tài liệu mới một cách có
hiệu quả.
Trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã
tạo điều kiện cho chúng em theo học lớp đại học chính quy, chuyên ngành Cơ Khí
Động Lực.
Quý Thầy Cơ tham gia giảng dạy lớp Đại học chính quy về đại cương và
chuyên ngành Cơ khí động lực niên khóa 2014-2018 đã trang bị cho chúng em kiến
thức giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Thình đã chia sẻ những kiến thức,
thơng tin rất bổ ích, hướng dẫn tận tình và đặc biệt những lời khuyên quý báu của
Thầy cho chúng em trong thời gian chúng em làm đồ án tốt nghiệp.
Các Thầy phản biện đóng góp những ý kiến quý báu giúp chúng em hoàn
thiện nội dung đồ án tốt nghiệp
Anh Phạm Đình Lin , kỹ thuật viên của TOYOTA ĐƠNG SÀI GỊN đã
cung cấp cho chúng em những thơng tin chun mơn q báu, để từ đó chúng em
có cơ sở nghiên cứu một cách chuyên sâu, hệ thống và tiếp cận tốt với tình hình
phát triển thực tế của hệ thống hybrid
Cuối cùng, trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ tiếng Anh cịn hạn hẹp
cũng như kinh nghiệm thực tiễn cịn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai sót, rất
mong q Thầy Cơ bỏ qua. Qua đó, chúng em cũng rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của q Thầy Cơ để chúng em có thể hồn thiện tốt đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện
TRẦN HỒNG QUÂN
LÊ DUY THỊNH
i
TÓM TẮT
Ở đề tài này, chúng em tập trung nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động,
chức năng, sơ đồ mạch điện và phương pháp chẩn đoán sửa chữa trên xe TOYOTA
PRIUS HYBRID 2007.
Trong phần cấu tạo chúng em đi sâu vào cấu tạo và chức năng các chi tiết, và nêu
khái quát về các nguyên lý áp dụng.
Trong phần ngun lý hoạt động thì đi sâu vào tín hiệu đầu vào các chế độ hoạt
động của xe TOYOTA PRIUS HYBRID 2007
Trong phần mạch điện, chúng em đi vào giải thích cách thức hoạt động, tín hiệu
đầu vào, xử lý, tín hiệu đầu ra của từng cụm bộ phận của hệ thống.
Trong phần hướng dẫn chẩn đoán, sửa chữa, chúng em trình bày các mã lỗi
thường gặp trên xe, cách thức kiểm tra dữ liệu của hệ thống, cách chẩn đoán lỗi và khắc
phục hư hỏng với máy chẩn đoán và dụng cụ đặc biệt của hãng TOYOTA PRIUS
HYBRID 2007
Tham khảo tài liệu và tiếp cận với đề tài thơng qua internet, tài liệu của hãng,
dịch tiếng nước ngồi, tổng hợp tài liệu, phân tích và giải quyết vấn đề.
Kết quả là hiểu rõ về các cấu tạo và nguyên lý hoạt động và phương pháp chẩn
đoán, sửa chữa cơ bản của các hệ thống trong đề tài, nâng cao được vốn tiếng Anh cần
thiết và cuốn thuyết minh có thể làm một tư liệu cho các sinh viên ngành ôtô.
ii
MỤC LỤC
Lời cảm ơn ........................................................................................................................... i
Tóm tắt ................................................................................................................................ ii
Mục lục ............................................................................................................................. iiii
Danh mục ký hiệu viết tắt .................................................................................................. vi
Danh mục các hình............................................................................................................ vii
Danh mục các bảng ............................................................................................................ xi
Chương 1: TỔNG QUAN ..................................................................................................1
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE HYBRID .....................................................................3
2.1. Định nghĩa về Hybrid .................................................................................................3
2.1.1. Những nền tảng hybrid phổ biến .........................................................................3
2.2. Tổng quan về xe TOYOTA PRIUS HYBRID 2007 ..................................................8
2.2.1. Thông số kỹ thuật ................................................................................................8
2.2.2. THS II (TOYOTA HYBRID SYSTEM – II) trên xe PRIUS 2007 ..................10
Chương 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THS-II
TRÊN XE TOYOTA PRIUS HYBRID 2007 ................................................................11
3.1. Cấu tạo của hệ thống hybrid trên xe TOYOTA PRIUS HYBRID 2007.................11
3.1.1. Vị trí trên xe ......................................................................................................11
3.1.2. Động cơ 1NZ-FXE ............................................................................................12
3.1.3. Cụm truyền động Hybrid ..................................................................................16
3.1.4. Bộ đổi điện ........................................................................................................22
3.1.5. Ắc quy HV ........................................................................................................32
3.1.6. Hệ thống làm mát cho hệ thống hybrid .............................................................38
3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống hybrid trên Toyota Prius Hybrid 2007 ............41
3.3 Hệ thống điều khiển của hệ thống trên xe Toyota Prius Hybrid 2007 .....................57
3.3.1. Tính tốn cơng suất ra HV ................................................................................59
iii
3.3.2. Điều khiển chế độ lái xe ....................................................................................64
3.3.3. Điều khiển SMR ................................................................................................67
3.3.5. Điều khiển bộ kích điện ....................................................................................68
3.3.4. Điều khiển bộ đổi điện ......................................................................................69
3.3.6. Điều khiển lực kéo của motor ...........................................................................70
3.3.7. Điều khiển phanh tái sinh ..................................................................................72
3.3.8. Điều khiển E-Four .............................................................................................73
3.3.9. Điều khiển ắc quy HV .......................................................................................75
3.3.10. Điều khiển quạt làm mát của ắc quy HV ........................................................76
Chương 4: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN CỦA HYBRID VEHICLE .....................................78
4.1. Sơ đồ hệ thống mạch điện trên xe TOYOTA PRIUS HYBRID 2007 ....................78
4.2. Bộ đổi điện (Inverter): .............................................................................................95
4.2.1. Bộ đổi điện (Inverter): .......................................................................................95
4.2.2. Bộ đổi điện tăng cường (Converter): ..............................................................100
4.2.3. Cơng tắc khóa mạch (Interlock SW) ...............................................................102
4.2.4. Bộ đổi nguồn DC/DC ......................................................................................103
4.3. MG1 và MG2 (Motor Generator No.1 và No.2) ...................................................105
4.3.1. MG1 (Motor Generator No.1) .........................................................................105
4.3.2. MG2 (Motor Generator No.2) .........................................................................106
4.4. ECU ắc quy (Battery ECU) ...................................................................................107
4.4.1. ECU ắc quy .....................................................................................................107
4.4.2. Hệ thống làm mát ắc quy HV..........................................................................111
4.5. Cảm biến bàn đạp ga (Accel Position Sensor) ......................................................112
4.6. Cảm biến vị trí cần chuyển số (Shift Lever Position Sensor) ...............................113
4.7. Cảm biến của bộ ngắt mạch (Circuit Breaker Sensor) ..........................................116
iv
4.8. Mạng CAN .............................................................................................................117
4.8.1. Định nghĩa .......................................................................................................117
4.8.2. Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của CAN ...................................................117
4.9. Nguyên lý khởi động MG ......................................................................................120
Chương 5: HƯỚNG DẪN CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA ......................................121
5.1. Giới thiệu chung ....................................................................................................121
5.2. Chẩn đoán hư hỏng trên xe hybrid ........................................................................121
5.2.1. Kiểm tra mã lỗi................................................................................................121
5.2.2. Chẩn đoán hệ thống HV dựa vào các triệu chứng hư hỏng ............................128
5.3. Những lưu ý khi sửa chữa .....................................................................................131
5.3.1. Mạch điện cao áp. ...........................................................................................131
5.3.2. Ắc quy HV ......................................................................................................135
5.3.3. Ắc quy phụ ......................................................................................................137
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................138
6.1. Kết luận ..................................................................................................................138
6.2. Đề nghị ...................................................................................................................138
Danh mục tài liệu tham khảo
v
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
A/T
Automatic Tranmission
ABDC
After Bottom Death Center
AC
Alternating Current
ATDC
After Top Death Center
BBDC
Before Bottom Death Center
BTDC
Before Top Death Center
CVT
Continuously Variable Transmission
DC
Direct Current
DOHC
Double Overhead Camshaft
ECU
Electronic Control Unit
ECM
Electronic Control Module
EV
Electric Vehicle
ICE
Internal Combustion Engine
IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor (Tranzito 2 cổng cách điện)
IPM
Intelligent Power Module (Môđun nguồn thông minh)
HV CPU
Hybrid Vehicle Central Processing Unit
M/T
Manual Tranmission
MG
Motor Generator
MG1
Motor Generator No.1
MG2
Motor Generator No.2
PWM
Pulse Width Modulation( Mô-đun điều khiển độ rộng xung)
SMR
System Main Relay
SOC
State of Charge (Tình trạng nạp)
THS
Toyota Hybrid System
VVT-i
Variable Valve Timing with intelligence
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Xe Toyota Prius Hybrid .......................................................................................3
Hình 2.2. Hoạt động của loại series hybrid..........................................................................4
Hình 2.3. Hoạt động của loại parallel hybrid .......................................................................5
Hình 2.4. Cơ cấu kết cấu kiểu kết hợp .................................................................................6
Hình 2.5. Kết hợp của bánh răng hành tinh trong xe hybrid ...............................................6
Hình 2.6. Toyota Prius Hybrid 2007....................................................................................8
Hình 2.7. Logo xe Hybrid ..................................................................................................10
Hình 2.8. Sự khác nhau giữa THS và THS-II ...................................................................10
Hình 3.1. Vị trí chi tiết từng bộ phận trên xe .....................................................................11
Hình 3.2. Sơ đồ hoạt động của các bộ phận trên xe Hybrid ..............................................12
Hình 3.3. Động cơ 1NZ-FXE ............................................................................................12
Hình 3.4. So sánh nguyên lý làm việc của 2 chu trình ......................................................14
Hình 3.5. Đường đặc tính của 2 chu trình..........................................................................15
Hình 3.6. Thời điểm phối khí và dung tích xi-lanh của chu trình .....................................16
Hình 3.7. Vị trí của MG1 và MG2 .....................................................................................17
Hình 3.8. Sơ đồ hệ thống của MG1 và MG2 .....................................................................19
Hình 3.9. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của MG .............................................................19
Hình 3.10. Biểu đồ và nguyên lý hoạt động của motor .....................................................20
Hình 3.11. Biểu đồ mơ-men và tốc độ của motor ..............................................................20
Hình 3.12. Bộ phân tích .....................................................................................................21
Hình 3.13. Bộ đổi điện .......................................................................................................22
Hình 3.14. Sơ đồ hoạt động của bộ đổi điện ......................................................................23
Hình 3.15. Chuyển đổi dòng 1 chiều sang dòng xoay chiều và ngược lại ........................24
Hình 3.16. Biểu đồ chuyển đổi điện từ DC sang AC.........................................................24
Hình 3.17. Biểu đồ hình sin của điện áp ............................................................................24
Hình 3.18. Cấu tạo của bộ đổi điện....................................................................................25
Hình 3.19. Chế độ làm việc IGBT3 và IGBT5 ON ...........................................................26
Hình 3.20. Chế độ làm việc IGBT1, IGBT3 và IGBT5 ON ..............................................26
Hình 3.21. Nguyên lý phát ra điện .....................................................................................27
Hình 3.22. Ngun lý kiểm sốt mô-men 0 .......................................................................28
vii
Hình 3.23. Sơ đồ mơ tả bộ chuyển đổi tăng cường ...........................................................29
Hình 3.24. Cấu tạo của bộ chuyển đổi tăng cường ............................................................29
Hình 3.25. Sơ đồ mạch điện của bộ chuyển đổi DC/DC ...................................................31
Hình 3.26. Sơ đồ mạch điện của bộ đổi điện AC ..............................................................31
Hình 3.27. Ắc quy HV .......................................................................................................32
Hình 3.28. Biểu đồ đặc tính của ắc quy HV ......................................................................33
Hình 3.29. Cấu tạo của ắc quy HV ....................................................................................34
Hình 3.30. Sơ đồ nguồn cấp chính từ ắc quy HV ..............................................................34
Hình 3.31. Mơ-đun ắc quy HV ..........................................................................................35
Hình 3.32. Tay nắm nút sửa chữa ......................................................................................35
Hình 3.33. Vị trí của cơng tắc khóa liên động trong ắc quy ..............................................36
Hình 3.34. Sơ đồ vị trí của SMR .......................................................................................36
Hình 3.35. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều khiển ắc quy ......................................................37
Hình 3.36. Vị trí ắc quy phụ trong cốp xe .........................................................................38
Hình 3.37. Cấu tạo hệ thống làm mát cho hệ thống hybrid ...............................................38
Hình 3.38. Các bộ phận của hệ thống làm mát HV ...........................................................40
Hình 3.39. Sơ đồ hệ thống điều khiển HV .........................................................................58
Hình 3.40. Sơ đồ thể hiện trình tự điều khiển HV .............................................................59
Hình 3.41. Cấu tạo bàn đạp chân ga ..................................................................................60
Hình 3.42. Mối liên hệ giữa tốc độ xe, vị trí bàn đạp ga và lực dẫn động.........................60
Hình 3.43. Cơng suất nạp ắc quy HV u cầu ...................................................................61
Hình 3.44. Đồ thị đặc tính đánh giá khởi động động cơ ....................................................61
Hình 3.45. Đồ thị tính tốn tốc độ động cơ .......................................................................61
Hình 3.46. Đồ thị mơ-men xác định lực moment MG1 .....................................................62
Hình 3.47. Đồ thị tính tốn moment từ động cơ ................................................................63
Hình 3.48. Đồ thị đặc tính moment của THS-II và xe có hộp số .....................................63
Hình 3.49. Đồ thị chế độ ECO ...........................................................................................65
Hình 3.50. Đồ thị chế độ PWR ..........................................................................................66
Hình 3.51. Đồ thị chế độ ECO ...........................................................................................66
Hình 3.52. Sơ đồ điều khiển SMR .....................................................................................67
Hình 3.53. Sơ đồ SMR của xe PRIUS (ZVW30) ..............................................................67
viii
Hình 3.54. Đồ thị biểu thị thời điểm khuếch đại của ắc quy HV ......................................68
Hình 3.55.Sơ đồ điều khiển bộ chuyển đổi tăng cường .....................................................68
Hình 3.56. Sơ đồ điều khiển bộ đổi điện ...........................................................................69
Hình 3.57.Dải điều khiển của các chế độ ..........................................................................70
Hình 3.58. Sự thay đổi về tốc độ quay của MG2 khi bị trượt ...........................................71
Hình 3.59.Sơ đồ hệ thống điều khiển phanh tái sinh .........................................................72
Hình 3.60. Sự phân phối lực phanh theo sự thay đổi của vận tốc xe.................................73
Hình 3.61.Sơ đồ hệ thống điều khiển E-Four ....................................................................74
Hình 3.62. Mơ tả các sự thay đổi các cầu dẫn động của E-Four .......................................74
Hình 3.63. Sơ đồ hệ thống điều khiển ắc quy HV .............................................................75
Hình 3.64. Hiển thị màn hình năng lượng của pin HV ......................................................76
Hình 3.65. Sơ đồ điều khiển hệ thống làm mát .................................................................76
Hình 4.1. Các ký hiệu cực trên bộ đổi điện .......................................................................95
Hình 4.2. Nguồn và mát của bộ đổi điện ...........................................................................95
Hình 4.3. Sơ đồ mạch cảm biến dịng của bộ đổi điện ......................................................98
Hình 4.4. Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ của bộ đổi điện .................................................99
Hình 4.5. Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ của bộ đổi điện tăng cường ............................101
Hình 4.6.Giắc nối cơng tắc khóa mạch ............................................................................102
Hình 4.7. Các ký hiệu cực trên giắc nối của bộ đổi nguồn DC/DC.................................103
Hình 4.8.Các ký hiệu cực trên MG1 ................................................................................105
Hình 4.9.Các cực của giắc nối ECU ắc quy.....................................................................107
Hình 4.10.Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ ắc quy cho mô-đun ắc quy ............................109
Hình 4.11. Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ cho khí làm mát ............................................110
Hình 4.12. Sơ đồ mạch của cảm biến dịng điện .............................................................110
Hình 4.13. Các cực giắc nối của cảm biến bàn đạp ga ....................................................112
Hình 4.14. Các cực giắc nối của cảm biến vị trí cần chuyển số ......................................113
Hình 4.15. Sơ đồ mạch của cảm biến bộ ngắt mạch ........................................................116
Hình 4.16. Đường bus CAN ............................................................................................118
Hình 4.17. Cấu trúc một nút CAN ...................................................................................118
Hình 4.18. Đường CANH ................................................................................................119
Hình 4.19. Đường CANL ................................................................................................119
ix
Hình 4.20. Xác định trạng thái bus thơng qua sai lệch áp ...............................................119
Hình 5.1. Dữ liệu hiển thị tức thời trên máy chẩn đốn ..................................................122
Hình 5.2. Đồ thị đặc tính vượt áp của bộ đổi điện ...........................................................123
Hình 5.3. Mê-ga ơm kế ....................................................................................................127
Hình 5.4.Cách kiểm tra ngắn mạch các pha điện.............................................................128
Hình 5.5. Vị trí dây nguồn cao áp trên xe hybrid ............................................................131
Hình 5.6. Cách điện cho mạch điện cao áp và ngắt mạch điện cao áp ............................132
Hình 5.7. Nắp cực của bộ đổi điện có giắc nối ...............................................................133
Hình 5.8. Dụng cụ phải được cách điện ...........................................................................134
Hình 5.9. Cực cao áp và giắc nối ....................................................................................134
Hình 5.10. Dùng máy nạp THS để nạp ắc quy HV .........................................................135
x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng so sánh các tính năng của các hệ thống Hybrid .........................................7
Bảng 2.2. Bảng thông số kỹ thuật của xe Toyota Prius Hybrid 2007..................................8
Bảng 2.3. Bảng so sánh xe hybrid với xe thông thường ......................................................9
Bảng 3.1. Các bộ phận trên xe Hybrid ...............................................................................11
Bảng 3.2. So sánh thông số kỹ thuật giữa PRIUS (ZVW30) và COROLLA ....................13
Bảng 3.3. Các bộ phận trong cụm truyền động hybird ......................................................17
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật của MG1 và MG2 ................................................................17
Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật ắc quy HV của TOYOTA PRIUS HYBRID .......................32
Bảng 3.6. Thông số kỹ thuật của bơm nước và mô tả nước làm mát ................................39
Bảng 3.7. So sánh thông số kỹ thuật của THS và THS-II .................................................40
Bảng 3.8. Đặc tính mơ-men của các trạng thái hoạt động xe hybrid .................................42
Bảng 3.9. Các hệ thống điều khiển trên xe Toyota Prius Hybrid 2007 .............................57
Bảng 3.10. Mô tả các chế độ lái xe. ...................................................................................64
Bảng 3.11. Mô tả chế độ lái điện EV. ................................................................................64
Bảng 3.12. Bảng tín hiệu vận hành bộ đổi điện .................................................................69
Bảng 4.1. Mô tả các cực của bộ biến đổi điện ...................................................................96
Bảng 4.2. Mô tả các cực của bộ biến đổi điện tăng cường ..............................................100
Bảng 4.3. Mơ tả cực của cơng tắc khóa mạch .................................................................102
Bảng 4.4. Mô tả các cực của bộ đổi nguồn DC/DC.........................................................103
Bảng 4.5. Mô tả các cực của MG1...................................................................................105
Bảng 4.6. Mô tả các cực của MG2...................................................................................106
Bảng 4.7.Mô tả các cực của ECU ắc quy ........................................................................107
Bảng 4.8 Mô tả các cực của bộ điểu khiển motor............................................................111
Bảng 4.9. Mô tả các cực của cảm biến bàn đạp ga ..........................................................112
Bảng 4.10.Mô tả các cực của cảm biến vị trí cần chuyển số và cảm biến chọn số. ........113
Bảng 4.11. Mô tả các cực của cảm biến bộ ngắt mạch ....................................................116
Bảng 5.1.Một số mã lỗi thường gặp của motor dẫn động................................................122
Bảng 5.2. Cơ chế lưu đa mã lỗi khi có nhiều lỗi xảy ra...................................................123
Bảng 5.3. Một số mã lỗi thường gặp khi các chức năng bình thường .............................124
Bảng 5.4. Các mã lỗi của hệ thống cần chuyển số bằng điện ..........................................125
xi
Bảng 5.5. Các mã lỗi riêng của hệ thống hybrid..............................................................125
Bảng 5.6. Khu vực hư hỏng được xác định khi xe thoát khỏi trạng thái READY-ON ...126
Bảng 5.7. Các triệu chứng hư hỏng không được lưu khi hư hỏng...................................129
Bảng 5.8. Các đặc tính hoạt động riêng của xe Hybrid ...................................................129
xii
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung khơng
giống nhau (mỗi nước có quy định riêng về khí thải của xe) nhưng đều có xu hướng từng
bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ô tô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu
sự hao nhiên liệu. Mặt khác không những trong tương lai mà hiện nay nguồn tài nguyên
dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại
tăng không đáng kể. Ngày nay xe chạy bằng dầu diesel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đã
phổ biến trên thị trường dẫn đến ơ nhiễm mơi trường do khí xả của động cơ, làm bầu khí
quyển ngày càng xấu đi, hệ sinh thái thay đổi dẫn đến hiệu ứng nhà kính. Ngồi ra, nguồn
nhiên liệu hóa thạch để phục vụ cho các hoạt động công nghiệp và phương tiện vận chuyển
là dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt do nguồn cung giới hạn, nhu cầu sử dụng tăng.
Đứng trước nhu cầu cấp bách đó việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây
ơ nhiễm mơi trường là vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ơ tơ nói riêng
và mọi người nói chung. Vì thế, nhu cầu sử dụng những nguồn năng lượng tái tạo, năng
lượng sạch ngày càng trở nên bức thiết mà trong lĩnh vực giao thông đường bộ, các loại ô
tô sử dụng điện, xăng và điện (hybrid)…đang được phát triển mạnh mẽ. Trong số này, xe
hybrid được xem là một trong những dịng xe phù hợp với giao thơng tại Việt Nam cũng
như nhiều quốc gia trên thế giới
Sự yêu thích và mong muốn tìm hiểu thêm về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đọc hiểu sơ
đồ mạch điện và chẩn đoán, sửa chữa của các hệ thống hybrid này trên dòng xe TOYOTA
PRIUS HYBRID 2007.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Tìm hiểu xe hybrid và nguyên lý hoạt động của hệ thống hybrid trên xe TOYOTA
PRIUS HYBRID 2007
1.3. Phạm vi nghiên cứu
-
Đề tài đi sâu vào nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống hybrid
trên xe
-
Tìm hiểu sơ đồ mạch điện trên xe Toyota Prius Hybrid 2007
-
Nêu khái quát về một số lỗi hư hỏng thường gặp của các hệ thống trên xe.
1
1.4. Phương pháp nghiên cứu
-
Tham khảo tài liệu: thông qua tài liệu đào tạo của hãng Toyota, dịch tiếng nước
ngoài, internet, tài liệu thống kê, biểu đồ, sơ đồ.
-
Tổng hợp tài liệu, phân tích tài liệu, giải quyết các vướng mắc, kết luận.
2
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE HYBRID
2.1. Định nghĩa về Hybrid
Hình 2.1. Xe Toyota Prius Hybrid
Một chiếc xe được gọi là "Hybrid" nếu nó sử dụng từ 2 loại năng lượng trở lên để
tạo ra lực kéo. Nói một cách chính xác hơn, xe Hybrid sẽ được trang bị một động cơ đốt
trong truyền thống, một bình chứa nhiên liệu, một khối pin và một hay nhiều động cơ điện.
Xe Hybrid được chế tạo để kết hợp động cơ xăng và động cơ điện một cách hợp lý
nhằm đạt được những yêu cầu khác nhau, ví dụ như: cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu, gia
tăng sức mạnh hoặc cung cấp thêm năng lượng cho những thiết bị điện tử và tiện nghi trên
xe,...
2.1.1. Những nền tảng hybrid phổ biến
Hybrid nối tiếp
Trong hệ thống Series Hybrid, động cơ đốt trong điều khiển một máy phát (thường
là máy phát chỉnh lưu 3 pha) thay vì trực tiếp truyền động bánh xe. Máy phát điện sạc
pin và cấp điện cho một động cơ điện để vận hành xe khi đó địi hỏi một lượng điện
lớn, động cơ sử dụng cả điện từ pin và máy phát điện.
3
Kiểu series hybrid đã tồn tại một thời gian dài: đầu máy dầu-điện, máy cẩu đất
thủy lực,…
Hình 2.2. Hoạt động của loại series hybrid
Ưu điểm của series hybrid:
-
Khơng có liên kết cơ khí giữa động cơ và bánh xe. Nhóm máy động cơ phát
điện có thể đặt ở bất kì đâu.
-
Khơng có bộ truyền động cơ khí truyền thống (hộp số, trục truyền động)
Tiết kiệm được không gian trên xe.
-
Động cơ có thể hoạt động ở số vịng quay ngắn (phạm vi hiệu quả nhất), ngay
cả khi xe thay đổi tốc độ.
-
Hoạt động hiệu quả khi lái xe trong thành phố.
Nhược điểm của series hybrid:
-
Tổng trọng lượng, chi phí của hệ thống truyền động có thể là q nhiều
-
Cơng suất của động cơ đốt trong phải tiêu hao cho cả máy phát điện và động
cơ điện .
4
Hybrid song song
Hệ thống lai song song (parallel hybrid) có cả động cơ đốt trong và động cơ điện
song song kết nối cơ khí với nhau .
Hình 2.3. Hoạt động của loại parallel hybrid
Hầu hết các thiết kế kết hợp một máy phát điện lớn và động cơ vào một cụm, thường
nằm giữa động cơ đốt trong và bộ truyền động, thay thế cho động cơ khởi động truyền
thống và máy phát điện. Pin có thể được sạc lại trong quá trình phanh và trong quá trình
chạy (khi điện ICE cao hơn công suất cần thiết cho động cơ đẩy). Vì có một liên kết cố
định giữa bánh xe và động cơ nên không thể sạc pin khi xe không di chuyển.
Ưu điểm của kiểu parallel hybrid:
-
Cho hiệu suất cao hơn trong suốt quá trình chạy và trên đường cao tốc
-
Linh hoạt trong chuyển đổi giữa động cơ nhiệt và động cơ điện
Nhược điểm của kiểu parallel hybrid:
-
Động cơ khơng vận hành trong phạm vi số vịng quay thấp hoặc không đổi,
do hiệu quả giảm ở tốc độ thấp.
-
Hệ thống phức tạp.
5
