普瑞斯逆变器



一汽丰田普锐斯的油电混合系统的特点与其他混动系统有啥区别？

新款普锐斯致胜的奥秘（一）：“身兼四职”的复合齿轮

图1：燃效、加速性能均有提高 “动力性能相当于2.4L车辆”。

无论是燃效还是价格，第三代普锐斯的首要关键无疑是混合动力系统。与第二代普锐斯相比，电机*与发电机的总成本减少了约3成。从内置电机的驱动桥来看，全长从384.5mm减少到了372mm，缩短了约10mm，重量也从109kg减轻到了88kg（1）。而且改进没有牺牲行驶性能。其加速能力相当于2.4L排量的普通车辆（图1）2）。

*电机：实际上还可以通过再生制动作为发电机工作。即便称之为发电机，其实在高速行驶时会起到相当大的驱动作用。丰田把前者叫作MG2，把后者叫作MG1。

“身兼四职”的复合齿轮

与第二代相比，第三代普锐斯的最大改变在于电机上增加了减速器，转数从6400rpm提高到了13900rpm。这一改动对整个汽车都带来了影响。首先功率从上一代的50kW增加到60kW，但同时扭矩也从400N·m降低到了207N·m。电机的重量基本与扭矩成正比，因此，第三代普锐斯靠牺牲扭矩实现了相应的轻量化。

电机的最高电压也从500V提高到了650V。因为提高电压后同等电流流通所需的线圈可以减细，所以有利于电机实现小型化和轻量化。通过降低扭矩、提高电压，电机用逆变器的额定电流从230A减少到了170A。

减速器和650V电机均为丰田“Estima Hybrid”等其他混合动力车款已经采用的技术。目前混合动力车技术发展神速，如果等待普锐斯换代时采用就难免出现间隔过长的现象，因此，丰田的做法是在新近车型中随时采用新技术，在接受市场考验之后，再应用于其他车型。

由于第二代普锐斯的电机没有配备减速器，因此，单纯追加的话会加大体积。为了腾出空间，第三代普锐斯改变了从最终减速器中获得转速的方法。

以往获得转速使用的是链条（图2左）。从轴方向来看，链轮与链条占有一定长度。而第三代将其改为了齿轮（图2右）。动力分割机构与新增的减速机构均为行星齿轮构造。二者的内齿轮整合为一个大直径复合齿圈。只需在这个齿轮的外侧形成锯齿，利用其获得转速，就可以不再使用链条。内侧为减速器和动力分割机构，外侧为最终减速器的传导机构，沿轴方向可以共享空间。在轴方向上占有的长度也不会增加。

图2：电机、发电机与动力分割机构左侧为第二代，右侧为第三代。放弃链条改用齿轮。中央大齿轮的左右可以看到大直径的轴承。(点击放大)

复合齿圈的表面齿轮“身兼四职”，内侧为动力分割机构的内齿轮、减速机构的内齿轮，外侧为动力输出齿轮，以及与停车制动器相互咬合的齿轮。齿圈在热处理中容易变形，甚至无法忍受加工时的夹固，因此，如何维持齿面精度、以及如何低成本制造是该系统成立的关键。

新款普锐斯致胜的奥秘（二）：加大直径，轴承的摩擦也不增加

加大直径，轴承的摩擦也不增加

齿圈支撑也颇费心思。一般来说，行星齿轮机构的内齿轮需要使用法兰盘形成直径较小的部分，然后用轴承加以支撑。而法兰盘、轴承会增加轴方向的长度。为了避免这种情况，丰田在第三代普锐斯中采用了以2个大直径轴承从外侧支撑的设计。2个大直径轴承的内径分别为110mm、118mm。这种构造一般来说，无法避免随之而来的摩擦阻力增大。

这一问题，通过日本精工开发的大直径但摩擦损失不增加的轴承获得了解决（图3）。与标准设计相比，保持器单体的摩擦损失降低了30～40％、轴承整体降低了50～65％。这相当于把普锐斯的燃效提高了1～2％。

图3：日本精工为普锐斯开发的球轴承呈现黑色的树脂制保持器上可以看到抬高的部分和沟槽。

在轴承的钢珠数量方面，由生产情况决定的数量大于按照实际负载决定的数量，其实是受到了生产状况的制约。在组装轴承时，首先使内轮偏离轴心，扩大间隙加入钢珠〔图4（a）〕。然后把内轮与外轮的中心对准〔图4（b）〕。最后移动钢珠，使其分布均匀〔图4（c）〕。当达到一定数量后，钢珠会互相推挤，使位置稳定，如果数量不够，钢珠就会从缝隙中脱落。在目前，这一制作过程只能凭借手工完成。因此产品数量上存在制约。

图4：球轴承的组装方式钢珠偏少时容易在工序途中脱落，无法建立生产线。

日本精工通过改进制造工艺中工件的加工方法、避免钢珠脱落，降低了工艺上的限制。把标准设计需要的22～23个钢珠减少到了16～18个。

丰田还对钢珠的保持器进行了改进。以前大直径轴承使用的是钢板压制的保持器。而这一次，保持器改换了高耐热性、耐油性的PA46树脂材料。一般树脂制保持器在需要应对高速旋转形成的离心力时使用，以降低损耗为目的的用法还是首次。

图5：保持器的形状（a）一般的王冠形受到油的阻力较大。（b）连接上部可以稳定流向。（c）在钢珠左右开设沟槽，降低了组装难度。(点击放大)

树脂制保持器呈王冠形，从一侧沿轴方向插入来支撑钢珠。过去，是从王冠“底座”上伸出来的部分来支撑钢珠的〔图5（a）〕。在变速箱内的“飞溅润滑”条件下，保持器的下方浸泡在油中，也即需要从油中穿过。因此，该形状的保持器会与油接触卷起漩涡，形成阻力。

解决这个问题需要抬高底座，使其与钢珠基本处于同一高度〔图5（b）〕。抬高的部分无需强度设计，作用最多也就是“整流”。

但这又带来了新的问题。底座抬高后，包围钢珠的周边部分刚性随之增加。而在组装时，钢珠需要借助保持器的弹性形变，用力压入，刚性的增加会导致钢珠无法安进保持器。因此，保持器的四周通过加设凹槽，保证了组装钢珠时需要的弹性形变〔图5（c）〕。

新款普锐斯致胜的奥秘（三）：电机的单脉冲驱动区域增大以及停用两种昂贵材料

电机的单脉冲驱动区域增大

对于电机，第三代普锐斯通过考察线圈的缠绕方式和压缩成形技术，把线圈端部（线圈中定子横向突出的部分）的单线长度缩短了20％。把磁钢片的厚度从第二代的0.35mm缩小到0.3mm，降低了涡流造成的铁损。通过这一改进，电机的重量减轻了35％，体积缩小了40％，总长度缩短了30％（图6）。

图6：电机左侧为第二代，右侧为第三代。扭矩从400N·m降低到207N·m，实现了小型化。

使用逆变器控制电机时，低速区使用过调制PWM（Pulse Width Modulation）开关方式，高速区使用单脉冲开关方式，两者的中间区域使用过调制PWM开关方式。使用单脉冲开关时，当输入矩形波后，电机线圈的电感会延缓电流的上升沿，得到近似于正弦波的波形。过调制PWM开关则介于PWM与单脉冲开关之间，可以利用3个矩形波形成正弦波。

单脉冲的开关次数较少，因此损失较小。但无法得到PWM水平的扭矩响应，所以难以实现精密控制。PWM则与之相反，虽然损失较大，但响应速度较快。

第三代普锐斯的电机大幅扩大了单脉冲开关的区域 3）。通过在发动机起动时切换为PWM，并事先把工作电压提高至最高的650V，抑制了起动时的第一次爆震。

而对于发电机，线圈的缠绕方式从过去的分布缠绕改为了集中缠绕。因此，线圈端缩短了30％，减少了铜损（图7）。集中缠绕可以缩短线圈端，而且生产性好，是现代电机经常采用的“首选”方式，但齿槽效应方面存在难点。因此，第三代普锐斯采用了发电机方为集中缠绕，电机方则为分布缠绕的做法。

停用两种昂贵材料

掌管混合动力系统的PCU（功率控制单元）由于大功率所以采用了水冷方式。第二代中各自独立的电机及发电机用IPM（Intelligent Power Module）和升压用IPM在第三代中合二为一（图8）。部件数量和螺栓数量分别减少了23％和34％。组装的自动化率也从0％提高到了82％。

图7：发电机第三代采用分布缠绕，重量减少了36％，体积减少了37％。

图8：第三代的PCU ECU、逆变器、升压转换器、DC-DC转换器全部内置。

对小型化、低价格化的实现起作用的是散热方式的改变。与第二代相比，第三代降低了热阻，把散热机构的体积缩小到了第二代的1/3。散热器为丰田自动织机在昭和电工的协助下开发出来的。

第二代的散热方式是在功率器件下方依次铺设陶瓷制绝缘底板、铜块，涂抹一层散热膏后，再铺设由Al铸件制成的散热板（图9）。

图9：第二代的功率模块截面大型铜块是问题的根源。下方通入冷却剂。

由于铜块对绝缘底板存在热应力，会导致底板热疲劳，为避免这一现象就需要降低线膨胀系数，过去一般使用铜钼合金。但钼的价格昂贵且重量较大。

第三代去除了铜块。散热板也从铸件换成了Al波纹板（图10）。因为波纹板可以伸缩，所以热应力的问题大致得到了解决。

图10：第三代的功率模块截面散热板较薄，利用冲孔金属板灵活制造。

而且，绝缘底板与散热板之间还焊接有Al冲孔金属板，来吸收热应变。冲孔金属板上的小孔可以通过变形吸收热变形。虽然小孔的存在缩小了导热截面积，但是，由于热传导的整体速度取决于热阻最大的接触电阻，因此可以确认，小孔对于整体的影响并不大。

把来自电池的201.6V电压提高到650V时所使用的升压电抗器的铁芯，在第二代时为0.1mm厚磁钢片层叠而成。磁钢片中加入了6.5％的Si（硅）。其含量正好可以防止磁致伸缩噪声的产生。

此类磁钢片价格不菲。Si即便是放到电炉中也无法良好分散。只能在制成钢板后从表面向内渗透。处理时间较长，所以价格昂贵。

之后的工艺也非常复杂。钢板需要经过起模、加热、层叠、添加粘合剂、清洗表面、硬化粘合剂等多道工序。因此，铁芯在电抗器总成本中所占的比例相当高。

第三代的铁芯采用了高密度压粉磁芯（HDMC: High Density Magnetic Composite）。HDMC由覆盖绝缘层的铁颗粒高密度压缩而成。只需压缩和热处理两道工序，无需后加工，因此价格得以降低。

但HDMC的问题在于振动。因为铁颗粒无法避免磁致伸缩，所以HDMC铁芯的振动较大。因此，第三代把方针从“清源”转向了“善后”。利用硅树脂在容器内浮起铁芯，阻断了振动的传递（图11）。结果，振动加速度缩小到了第二代普锐斯的1/3（图12）。电抗器也为丰田自动织机制造。由丰田自动织机新投建的安城工厂生产，向丰田的广濑工厂供货。

图11：浮动支持电抗器上方为第二代，下方为第三代。

图12：浮动支持与直接接触的振动加速度使用本质上易于振动的材料，在降低成本的同时把加速度降低到了1/5。

新款普锐斯致胜的奥秘（四）：提高阿特金森循环率

提高阿特金森循环率

向混合动力系统提供动力的发动机“2ZR-FXE”以“2ZR-FE”发动机为基础，通过改用阿特金森循环，使油耗量减少了8.5％（80N·m、1000rpm行驶时，下同）。并且通过配备Cooled-EGR（冷却式废气再循环），又减少了1.7％的油耗，总改善率高达10.2％（图13）。

图13：2ZR-FXE发动机前方可以看到电动水泵。

第二代虽然也采用了阿特金森循环，但第三代在保持燃烧室形状与冲程决定的机械压缩比为13.0不变的情况下，把进气阀关闭时间从第二代的下死点后72～105度“提前”到了62～102度，使得“阿特金森循环率”上升，提高了热效率。油耗方面，扩大了230g/kWh的区域，一部分甚至达到了220g/kWh（图14）。

图14：发动机排量与效率 1.8L发动机的230g/kWh区域较大，部分甚至实现了220g/kWh。

但是，仅这样做会减少进风量，所以第三代普锐斯把发动机排气量从1.5L提高到了1.8L。如果以小排量勉强输出功率，则进气时机将无法自由选择，结果反而会导致燃效下降（图15）。基于这一判断以及今后非普锐斯车型也有可能安装同类混合动力系统，第三代普锐斯采用了比较宽裕的1.8L排量。

图15：功率与排量的关系随着功率的提高，排量越大，热效率越高。

Cooled-EGR机构利用水冷方式，在热交换器中冷却排气阀排出的高温气体，并使其返回进气管。降低进气温度可以提高抗振性，并相应提前点火时机，使燃烧压力峰值出现在上死点之后的适当时刻，从而降低耗油率（图16）。

图16：EGR冷却器出口温度的影响在温度较低时，点火时间可以提前，使油耗率降低。也就是使燃效提高。

从发动机的外围设备来看，第二代中由发动机借助传送带驱动的水泵，在第三代中实现了电动化。这一改进使燃效提高了2％。利用发动机驱动水泵时，流量基本与转数成正比。在转数高的区域流量过大（图17）。

图17：各装置需要的流量图为满负荷时。在机械式水泵中，当转速超过近3000rpm时，流量会超过需要。

水泵为爱信精机制造。为拥有8片叶轮，转子直径为52.5mm的离心型（图18）。为了防止泄露、提高效率，叶轮外侧安装了轮盖。电机是功率输入为160W的同步电机，内置逆变器。能够在监控水温的同时，在1000～5000rpm之间连续控制转速。5000rpm下可实现100L/分的排水率，完全满足发动机需求并且还有余量。向丰田交货时，部件右侧安装有铝铸件制造的涡旋。散热回路的最高水温（散热器入口温度）为110℃。

水泵不使用轴封，消除了轴封的摩擦阻力。因此，水能够进入电机的转子部分。轴承浸于水中，是以水为润滑剂的平面轴承。

图18：电动水泵交付时需要安装铝制涡旋。

新款普锐斯致胜的奥秘（五）：空调配备喷射器以及利用太阳能电池的电力换气

空调配备喷射器

空调采用了电装开发的喷射器循环。与原有系统相比，压缩机的动力消耗最大可减少约25％，使普锐斯的燃效提高了1.5％。

汽车空调消耗的能量大部分都用于了压缩冷媒的压缩机动力。原有系统在利用蒸发器冷却空气时，需要使空气通过膨胀阀（冷媒的节流阀），对冷媒进行减压。与此相比，第三代在配备喷射器的系统中，喷射器内的喷嘴取代了膨胀阀。而且，减压时产生的力能够起到使冷媒升压的作用，从而降低了压缩机负荷，减少动力消耗。

电装已经在冷冻车冷冻机、使用CO2冷媒的家用饮水机，丰田“陆地巡洋舰”等汽车中少量地采用了这种喷射器循环系统。并以配备普锐斯为目的不断进行小型化。

原有的喷射器循环空调中，蒸发器、喷射器、气液分离器各自独立，通过配管相互连接。在此次开发的系统中，喷射器被置于蒸发器上方冷媒流经的贮槽内，与贮槽实现了一体化（图19）。蒸发器的尺寸与以往相同，无需顾及周边设计，只需更换即可实现“喷射器循环化”。

图19：电装开发的喷射器循环空调的喷射器喷射器置于蒸发器上方的贮槽内，不占多余空间。(点击放大)

而且，以往因为有配管存在，所以为了切削管螺纹，配管上很多部分的外壁较厚。而实现一体化后，绝大多数位置都可以缩小壁厚，进而实现了轻量化。

冷媒的热循环也得到了改善。高温用蒸发器的出口设置了温度传感器，可以利用此处的信息反馈，控制蒸发器入口的流量调整阀（图20）。从而调整压力，使蒸发器内的冷媒在到达出口前不发生液化。

喷嘴内部加工简单，采用了易于降低成本的一级节流。过去在冷冻车等大型用途中，为了提高效率，喷嘴内一般设置二级节流。在此次的结构中，由于流量调整阀为第一级、喷嘴为第二级，因此只需一级节流即可。

喷射器主体和喷嘴均为铝制，内径切削加工。由于内径的形状精度、主体与喷嘴的同心度对于效率影响较大，因此第三代普锐斯不惜成本，选择了原本不愿在汽车量产品中使用的切削加工工艺。喷射器的长度从过去最短的250mm缩短到了150mm。

图20：制冷循环的比较左侧为原有循环，右侧为喷射器循环。(点击放大)

利用太阳能电池的电力换气

第三代普锐斯可以在车顶选配太阳能电池板（图21）。在停车时利用电池板产生的电力带动风扇吹散热气，减轻空调的负荷。

图21：京瓷提供的太阳能电池可用作停车时换气扇的电源。(点击放大)

太阳能电池单元为京瓷制造的多晶硅型。其尺寸为15cm见方标准太阳能电池单元的一半，纵向6个，横向6个，共计36个。转换效率为16.5％，电池板的总功率为56W。

太阳能电池的基本配置与家用产品相同。区别在于家用产品呈平面，车用产品配合车顶形状略呈弧形。其实现方式是把平面的各片单元贴附在曲面玻璃上，使整体呈现曲面。

车用产品的外观标准严格。家用太阳能电池安装于房檐上，只能仰视，而车用电池的位置刚好与视线平齐。因此不允许出现变色。

太阳能电池的颜色由涂层的膜厚决定。在制造单元时，膜厚难免出现不均匀。过去单元制造工序后需要测定颜色，把颜色均匀的单元送入后工序。而此次则进一步缩小了颜色变化的管理范围。

除此之外，外观上还有一个重点：从单元输出电流的电极为银色，影响外观。为了隐藏电极，第三代涂装时在玻璃上烧制了黑线。但是，如果黑线太粗，遮挡的光线会相应增加，使功率降低，因此，黑线宽度需要尽量缩小。为了以较小的宽度隐藏电极，黑线的位置精度非常重要。为此，丰田为普锐斯新增设了在玻璃上排列单元并进行封装的设备，提高了位置精度。（全文完，记者：浜田基彦）

大众车和丰田车哪个质量好

大众和丰田作为全球知名汽车品牌，在质量表现上各有特点，具体差异可从以下几个核心维度分析：

1. 可靠性历史数据

丰田：以普锐斯、卡罗拉等车型为代表，长期占据《消费者报告》可靠性榜单前列。其自吸发动机+行星齿轮变速器的动力组合技术成熟，故障率显著低于行业平均水平。北美市场统计显示，10年车龄的凯美瑞仍有83%关键部件保持原始状态。

大众：TSI+DSG动力总成在2012年前存在机电单元故障隐患，经技术迭代后（如DQ381变速箱改进），近5年故障率下降47%。但电气系统复杂度仍导致维修率比丰田高1.8倍（欧洲TÜV报告）。

2. 车身工艺差异

大众：采用激光焊接+空腔注蜡技术，车身接缝精度控制在±0.2mm，MQB平台车型扭转刚度达31000Nm/度。但部分低成本车型存在门框密封条老化问题（6年以上车龄常见）。

丰田：TNGA架构下车身采用占比40%的高强度钢，重点强化A柱和底盘连接点。北美IIHS碰撞测试中，RAV4在25%偏置碰撞时乘员舱侵入量比途观少12cm。

3. 动力系统耐久性

丰田1.8L/2.5L混动系统：阿特金森循环发动机设计寿命达30万公里，镍氢电池组在极端气候下（-30℃至50℃）容量衰减率＜15%/10年。

大众EA888 Gen3发动机：改进活塞环材质后，机油消耗量从0.3L/1000km降至0.1L以下，但缸内直喷系统仍需每6万公里清洗积碳。

4. 零部件供应链

丰田：电装爱信体系实现80%零部件内部供应，变速箱齿轮加工精度保持JIS1级标准。

大众：博世大陆供应占比超60%，DSG双离合模块由LuK提供，湿式离合器片耐磨性提升至35万次换挡循环。

典型故障对比

丰田：混动车型逆变器冷却泵可能因电解液结晶导致故障（2010-2015年批次）

大众：电子节气门在潮湿环境下可能触发错误代码（涉及部分2018款MQB车型）

选购建议

追求极致耐用性：首选丰田凯美瑞/普锐斯（预计15年使用周期维修成本比同级帕萨特低40%）

注重驾驶质感：考虑大众高尔夫/途观（底盘衬套寿命需注意，建议每8万公里更换）

两个品牌在J.D.Power 2023质量榜单中差距已缩小至11个PP100（每百辆车问题数），具体选择应结合当地路况（如多雨地区需关注大众排水设计）和维保网络密度。

薄膜电容器在新能源汽车上应用

薄膜电容器在新能源汽车上的应用主要体现在作为直流支撑电容器和平滑电容器，用于电机驱动和控制电路，满足高耐压、耐冲击及高效平滑的需求。具体分析如下：

一、薄膜电容器的结构与优势结构：薄膜电容器以金属箔为电极，与聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜重叠卷绕成圆筒状。根据介质材料不同，可分为聚乙酯电容（Mylar电容）、聚丙烯电容（PP电容）、聚苯乙烯电容（PS电容）和聚碳酸酯电容。优势：

安全性与耐压性：产品安全性好，耐过压能力强，能承受反向电压，额定电压高，无需串联和平衡电阻。

温度与频率特性：温度使用范围广（-40℃-105℃），频率特性稳定，高频特性优异。

低损耗与长寿命：低ESR（等效串联电阻）和低ESL（等效串联电感），抗浪涌电流能力强，使用寿命长。

耐纹波电流：通过耐纹波电流能力强，适合高功率应用。

二、新能源汽车对薄膜电容器的需求背景核心部件需求：新能源汽车的电池、电机和电机控制技术是三大核心。电机控制技术的核心是高效电机控制的逆变器技术，需要功能强大的IGBT模块和匹配的直流支撑电容器。传统电容的局限性：陶瓷电容和铝电解电容曾广泛用于电子产品，但汽车电气化后，电路系统电压和输出功率大幅提升，对电子元器件的耐压耐冲击能力要求更严格。铝电解电容在耐压和效率上无法满足需求，逐渐被薄膜电容器取代。三、薄膜电容器在新能源汽车中的具体应用直流支撑电容器：

作用：在逆变器中，薄膜电容器作为直流支撑电容器，稳定直流电压，为IGBT模块提供稳定的直流输入。

优势：高温聚丙烯膜介质电容器的耐压耐冲击特性使其非常适合新能源汽车的电气环境。

平滑电容器：

作用：逆变器将电池的直流电转换为近似交流电的矩形波时，会产生浪涌电压。薄膜电容器作为平滑电容器，消除浪涌电压，保护电路稳定运行。

替代铝电解电容：早期平滑电容器采用铝电解电容，但电机驱动电压从500V提高到650V后，铝电解电容耐压不足。薄膜电容器因耐压高、效率高，成为主流选择。例如，丰田普锐斯第二代开始采用薄膜电容器。

其他高压电气单元：

应用场景：在DC/DC转换器、电机控制系统、电池管理系统等高压电气单元中，薄膜电容的使用量随新能源汽车推广而上升。

优势：薄膜电容器的体积和重量减少3~4倍，金属化分割技术改进，进一步提升了其性能。

四、实际应用案例丰田普锐斯：第二代产品将原有的铝电解电容器替换为薄膜电容器，提升了耐压和耐冲击能力。比亚迪“秦”：采用薄膜电容器，满足高效电机控制和逆变器技术的需求。特斯拉Model 3：同样采用薄膜电容器，体现了其在新能源汽车中的广泛应用。五、薄膜电容器替代传统电容的趋势市场趋势：随着汽车电气化的发展，薄膜电容器因其优异的性能，逐渐取代铝电解电容器。未来展望：在新能源汽车领域，薄膜电容器的使用量将持续上升，成为高压电气单元中的关键元件。

上海电驱动应红亮：对驱动系统集成部件的兼容性和复用性的思考

上海电驱动应红亮对驱动系统集成部件兼容性和复用性的思考，主要围绕电驱动系统供应商的工作内容、集成电驱动系统趋势对兼容性的影响，以及兼容性和复用性的影响因素与应对策略展开，具体内容如下：

电驱动系统供应商的工作内容电驱动系统有集中驱动和分布式驱动两种形式。集中驱动中，电驱动系统由电机、逆变器、减速器构成，可衍生出多种构型，如电机与逆变器二合一、电机 + 减速器二合一、三合一等，不同二合一方式（电机逆变器放置位置不同）会使零部件兼容性变差；分布式驱动更复杂，轮毂电机是其中一种，国内最大批量应用是 2010 年世博会 100 辆场馆车四轮驱动。不同驱动形式和构型给零部件兼容性和复用性带来巨大挑战。电驱动系统集成化趋势明显，如六合一、七合一甚至加上域控制器，但目前六合一、七合一批量应用还不成熟，当下应扎实做好三合一。集成电驱动系统趋势对兼容性的影响高速化：

未来电机转速将不断提升，如普锐斯、特斯拉 Model 3 达 17900 转左右，国产电机基本到 16000 转，部分规划达 18000 转甚至 20000 转。产品升级间隔短，国内三合一系统前两年量产大部分是 12000 转，两年后到 16000 转。

研发需提前，但提前研发会导致成本增加，因为高速电机用于低速场景不节省成本，且研发出的产品两年后批产性价比可能不高，同时结构件复用性也受影响。

高压化：并非所有系统都需要高压化，高压化对电机企业造成困扰，不同电压下绝缘要求不同，给生产管理和采购带来难题，与降低成本存在矛盾，影响零部件兼容性和复用性。高效化：高效化不仅追求效率提高，还注重降低实际运行工况下的损耗。不同规模电机对硅钢片要求不同，小电机铁耗占比小，不一定需要薄规格硅钢片，导致大、小电机硅钢片兼容困难，原材料复用性和兼容性差。低噪声和高声品质需求：现在对噪声要求不仅低，还要品质好，如声音干净、尖锐度低、起步平滑、生命周期内无异响噪声。从 NVH 正向开发流程看，多数情况从电机端开始开发验证，研发出的产品可能只适合特定车型，换车后振动噪声表现不同，导致产品复用性变差。兼容性和复用性的影响因素与应对策略影响因素

平台覆盖范围：整车厂和供应商都希望实现平台化，扩大功率平台覆盖范围。但覆盖范围大，兼容性好，但某些定位产品性价比可能不高、成本高；精确定位产品成本低，但兼容性差，存在矛盾。

外部接口：供应商希望统一接口以降低成本，但实际情况很难实现，不同客户对产品构型要求不同，如三合一构型有平行轴、同轴等多种形式，不同构型零件难以共用，仅冲片、模块可能共用。

产品迭代速度：转速迭代快，线材迭代也快，如 120 千瓦产品从圆线到扁线可能再回到圆线，导致原材料和零部件无法复用。

应对策略

产品规划：未来产品平台功率覆盖范围会越来越小，一个平台对应一类车；尽可能扩展同一种冲片使用范围，提高性价比；针对不同平台进行升级改进，如对 35 千瓦平台进行高速化改进，使冲片适应更高速化需求；功率模块小范围覆盖可能是较好选择，如 2 个平台规格覆盖。

开发考虑：在开发 20 - 30 千瓦电机电控时，考虑兼容性问题，提高与客户匹配适应性。对于深度集成的电驱动系统，虽可能面临车厂只要求提供定转子的情况，但仍要做好规划。

工艺路线：尽量保持工艺路线固化和统一，但新工艺变革时产线改造面临挑战，如三合一机壳集成方案、轴承方案变化等，对产线复用性和兼容性影响大。

总结：电驱动系统行业艰难，产品平台化只能尽量让系统共用小零部件，大零部件难兼容或复用。同时，要保持工艺路线固化和统一，但新工艺变革时产线改造挑战大。

丰田混动到第几代了

丰田混动技术已发展到第五代。

一、第一代丰田混动技术于1997年随着丰田普锐斯的推出而诞生。它采用了镍氢电池，通过发动机与电动机的协同工作，实现了能量的回收与再利用，显著提高了燃油经济性。例如，普锐斯在城市工况下能节省大量燃油。

二、第二代混动技术在电池性能、系统效率等方面有了进一步提升。电池的能量密度增加，使得混动系统的整体性能更为优化，车辆的动力响应和燃油经济性都得到了更好的平衡。

三、第三代混动技术引入了更高效的逆变器和电动机，同时对电池管理系统进行了升级。这使得混动系统在不同工况下能更精准地分配动力，进一步降低了油耗。

四、第四代混动技术继续优化了动力系统的协同工作逻辑，并且在电池技术上有所突破，采用了新型的锂电池，进一步提升了能量回收效率和系统的整体性能。

五、第五代混动技术在多个方面进行了改进。它采用了全新的锂电池技术，能量密度更高，成本更低。在动力系统方面，发动机和电动机的协同工作更加智能高效，能够根据不同驾驶场景快速切换动力模式，实现更佳的燃油经济性和动力性能。

拆解丰田普锐斯逆变器：看混动系统背后的精妙设计

拆解丰田普锐斯逆变器：探索混动系统背后的精妙设计

丰田普锐斯逆变器作为混动汽车复杂系统中的关键组件，承担着电能与机械能高效转化的重任。通过拆解第三代普锐斯逆变器，我们可以深入了解其内部结构和精妙设计。

一、外观与基本信息

外观端子

逆变器前部设有3个连接电缆的端子，分别用于连接电池、发电机和电动机。

内部盒子进行电力转换，如从电池获取电力驱动电动机，或利用发电机产生的电力给电池充电。

冷却系统

逆变器配备双冷却系统，分别用于冷却发动机和逆变器。

逆变器中的半导体组件对热量敏感，工作温度不应超过105℃，因此需独立冷却。

二、拆解过程与部件分析

外壳与电容

逆变器周围通过螺栓固定部件，拆除后打开盖子。

内部电容器为薄膜电容器，共有3个，电容值分别为750V 880μF、470V 315μF、860V 0.562μF。

推测470V 315μF电容器用于电池电压平滑，750V和860V电容器用于DC/DC转换器升压后的平滑和滤波。

电阻与电路板

电容器旁边设有阻值为136kΩ的电阻，用于电容器放电。

逆变器主体一侧为基板，装有各种半导体，电子板表面和IC印有丰田标识。

逆变器大量采用日本制造商的零部件，如NEC、电装（DENSO）和东芝IC。

电感与相关电路

电路板背面绕有铜线的电感，用于升压电路，体积较大。

旁边有松下制造的薄膜电容器，电容值分别为DC 900V 0.8μF和950V DC 0.562μF，用于滤波。

逆变器内还有将200V电池电压降至12V的电路，包含电感和控制电路。

IGBT模块

逆变器核心为IGBT模块，包含多个IGBT，表面覆盖密封材料用于绝缘、散热和防尘。

四个IGBT用于将200V电池电压升至650V，可能采用两两并联方式。

六个IGBT连接到发电机，进行电力输入和整流。

十二个IGBT（实际为六个，两两并联）用于驱动电动机的逆变器。

IGBT模块下方设有水套，通过冷却水循环散热。

变压器

进一步拆解电感一侧，获取类似变压器的部件。

变压器上涂抹散热油脂，通过冷却水冷却。

变压器有次级绕组12V和初级绕组，推测初级绕组为200V系统。

次级侧线极粗，以承载大电流。

移除电路板后，可见更多半导体组件，包括切换变压器初级侧的部件和次级侧的整流二极管。

三、总结

通过拆解第三代普锐斯逆变器，我们发现其内部包含复杂的电子电路组件，包括电子电路板、处理大功率的IGBT模块以及背部的电感等。这些组件的散热设计、大电流流动的布局设计等都体现了其精妙的设计思路。本次拆解不仅让我们对普锐斯逆变器的内部结构有了更深入的了解，也为相关研究或学习提供了有价值的参考。

丰田混动发动机启动是靠小电瓶吗

丰田混动发动机启动并非直接依赖小电瓶提供全部能量，而是通过混合动力系统协同工作实现，小电瓶主要作为系统启动的辅助部件。具体机制如下：

启动过程的核心机制

丰田混动车型（如普锐斯）的发动机启动由电动机直接驱动，而非传统燃油车的起动机。混合动力系统启动时，电动机首先工作，带动发动机运转至稳定转速后，燃油发动机接管驱动任务。这一过程中，小电瓶（12V低压蓄电池）的核心作用是为混合动力系统的控制模块供电，例如启动ECU（电子控制单元）、传感器等低压电气部件，而非直接驱动发动机。若小电瓶电量不足，系统可能无法完成初始化，导致发动机无法启动。

小电瓶与动力电池的分工协作小电瓶：负责为车辆的低压电气系统（如灯光、仪表、车载电脑等）供电，并启动混合动力系统的控制模块。其电量需维持在一定范围内（通常高于11.8V），否则会触发“混合动力故障”警告。若小电瓶电压过低，动力电池会通过智能充电机制为其补充电量，确保系统稳定。动力电池（高压蓄电池）：在混动系统启动后，动力电池通过逆变器将高压直流电转换为低压交流电，为车上电气部件供电，同时为电动机提供能量以驱动车辆。发动机启动后，部分能量会通过发电机为动力电池充电，形成能量循环。特殊情况与注意事项小电瓶电压过低的影响：若小电瓶电压降至11.8V以下，车辆可能无法启动，并显示“混合动力故障”警告。此时需及时充电或更换电瓶，避免系统瘫痪。搭电风险：混动小电瓶的冷启动电流（CCA）较低，若贸然用其搭电其他车辆，可能因电流不匹配损坏电瓶或逆变器。建议使用防反接启动宝或联系保险救援。

总结：丰田混动车型的发动机启动依赖电动机直接驱动，但混合动力系统的启动需小电瓶为控制模块供电。小电瓶不直接驱动发动机，而是作为系统启动的关键辅助部件，与动力电池协同工作，确保混动系统正常运行。

丰田普锐斯无法启动故障检修

丰田普锐斯无法启动的故障检修步骤如下：

检查电池电量：

确认电池连接正常：首先检查电池的连接是否牢固，没有松动或腐蚀现象。充电检查：使用电池充电器对电池进行充电，确保电池电量充足。如果电池电量过低，可能是导致无法启动的直接原因。

排查电动系统：

观察警告灯：启动车辆前，注意观察仪表盘上的警告灯是否亮起，特别是与电动系统相关的警告灯。软件更新与故障代码：如果警告灯亮起，可能需要使用专业的诊断工具进行软件更新或读取故障代码，以确定问题的具体原因。检查混合动力系统组件：包括电动机、逆变器和动力控制单元等，确保它们没有故障，且工作正常。

检查机械部分：

燃油供应系统：如果电动系统检查无异常，接下来需要检查燃油供应系统，包括燃油泵、燃油滤清器和喷油嘴等，确保燃油供应顺畅。点火系统：检查点火线圈、火花塞和点火控制模块等，确保点火系统能够正常工作。

寻求专业帮助：

如果以上步骤均未能解决问题，建议联系专业的汽车维修服务，由经验丰富的技师进行全面诊断。他们可以使用先进的诊断设备和丰富的经验，快速准确地找到问题所在，并进行修复。

总结：丰田普锐斯无法启动的问题可能涉及电池电量、电动系统以及机械部分等多个方面。通过逐一排查这些可能的原因，并采取相应的解决措施，通常可以迅速恢复车辆的正常运行。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467