Híbridos Toyota Lexus PlugIN - ordemengenheiros.pt · O Sistema de aviso da bateria em conjunto...

Hélio Costa

Formação Técnica

Tecnologia

Híbrida

A marca líder na venda de híbridos

Híbridos Toyota e LexusEm todos os Paises da Europa

Único e

UrbanoPara

Todos

Mais Espaço

para todos

Tecnológico7 Lugares

Potência

& 4x4

Design &

emoção

Para cada necessidade

Mais

AutonomiaEV

Híbridos Toyota

Híbridos Lexus

Todos os modelos da Gama com uma versão híbrida (98% vendas em Portugal)

Motorizações Alternativas EuropaMotorizações Alternativas (UE + EFTA)

(HV/PHV/EV)

Híbridos Toyota e Lexus são os que mais contribuem para o crescimento das Motorizações AlternativasRelatório da ACEA confirma que Toyota e Lexus representam 85,8% das vendas de híbridos (HEV) 1ª metade 2017

Fonte: ACEA

Vendas Quota %

1. TOYOTA 1950 43,1%

2. BMW 574 12,7%

3. MERCEDES-BENZ 487 10,8%

4. RENAULT 437 9,7%

5. LEXUS 253 5,6%

6. NISSAN 246 5,4%

7. MITSUBISHI 136 3,0%

8. VOLKSWAGEN 120 2,7%

9. KIA 89 2,0%

10. VOLVO 78 1,7%

2017 Ac. Julho

Forte crescimento híbridos

43 % Mix Híbridos

N.º1 Motorizações Alternativas

Mix Híbridos – Toyota LP Ranking Motorizações Alternativas(HV/PHV/EV)

Toyota+3,5x vs. TOP2

Fonte: ACAP

Este ano: Mix híbridos

32% 48% 84% 61%

*Estimativa ao fecho de 2017

YARIS AURIS C-HR RAV4

Por modelo*

Em 20 Anos…

Venda de Híbridos

Em 20 Anos…

10 Milhões no Mundo

1,3 Milhões na Europa

Objetivo para 2020:

15 Milhões no Mundo

> 50% de mix na Europa

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• Introd. aos sist. Híbridos (PRIUS)• Componentes do sistema Híbrido

• Funcionamento do sistema Híbrido (Prius II)

• Controlo do sistema Híbrido

• Travagem Regenerativa

• Modo EV

• Sistema híbrido – RX 400h

• Sistema híbrido – GS 450h

• Sistema híbrido – LS 600h

• Sistema Híbrido – Prius PHV

• Introd. aos sist. Híbridos (PRIUS)• Componentes do sistema Híbrido




• Modo EV





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Tipos de Sistemas HíbridosSistema SERIE e Sistema PARALELO

Sistema SÉRIE

Sistema PARALELO

Introdução aos sistemas Híbridos

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Tipos de Sistemas HíbridosTHS II – PRIUS (série/paralelo)

Sistema SÉRIE/PARALELO


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Bateria HV

Energia

-

+

Paragem Arranque Aceleração Condução normal Travagem

Energia necessária

Utilização da energia

eléctrica

Utilização da energia

eléctrica

Armazenamento energia

Armazenamento energia

Recuperação energia na travagem

Recuperação energia na travagem

Potência motor combustão

Razão da eficiência do Sistema THS IIIntrodução aos sistemas Híbridos

date 16/01/2018 - page 15

• Standard de emissões para veículos de passageiros

15

Média da gama CO2

(g/km.carro)

2008/2009

2015

2020/2021

2025

140

130

95

68~78

2015 EU target

2021 EU target

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

Toyota

Emissões de CO2Tecnologia Toyota na melhoria da qualidade do ar


date 16/01/2018 - page 16

Agenda• Introdução aos sistemas Híbridos (PRIUS)

• Componentes do sistema Híbrido • Funcionamento do sistema Híbrido (Prius II)



• Modo EV






• Componentes do sistema Híbrido • Funcionamento do sistema Híbrido (Prius II)



• Modo EV





date 16/01/2018 - page 17

LocalizaçãoComponentes do sistema THS II

Motor combustão

Bateria HV

Inversor

Caixa híbrida

Bateria 12V

date 16/01/2018 - page 18

Motor combustão

interna

MG1

Divisor de potência

MG2

Motor de combustão + Caixa HíbridaComponentes do sistema THS II

date 16/01/2018 - page 19

ReferênciaCiclo de ATKINSON

Ciclo Atkinson Sistema VVT-i

date 16/01/2018 - page 20

Caixa Híbrida – Divisor de PotênciaComponentes do sistema THS II

Trem planetário

• Divide a potência a ser enviada para

as rodas e a ser utilizada para

alimentar o MG1

date 16/01/2018 - page 21


• Componentes do sistema Híbrido




• Modo EV










• Modo EV





date 16/01/2018 - page 22

Como funciona o sistema THS II?

Arranque do motor e carregamento da bateria(veículo parado)

•MG1 funciona como motor de arranque

•Motor de combustão roda MG1 para carregar a bateria HV

•É aplicada corrente a MG2 para este permanecer parado

Bateria HV

Motor de

combustão MG1

MG2Divisor

Potência

Inversor

date 16/01/2018 - page 25

Veículo arrancaComo funciona o sistema THS II?

•Apenas MG2 é utilizado durante o arranque.

•MG1 funciona para arrancar o motor de combustão caso necessário.

•A ECU HV controla a força motriz de MG1, MG2 e do motor de combustão

Bateria HV

Motor de

combustão MG1

MG2Divisor

Potência

Inversor

•Sem arranque do motor CI•Com arranque do motor CI

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Motor

Amortecedor

MG1

Engrenagens do

diferencial Engrenagem final

Engrenagem contra

rotante

Engrenagem

composta

MG2

Bomba

de óleo

Trem planetário de

redução de rotação do

motor

Trem

planetário

composto

Mecanismo divisor de

potênciaCaixa híbrida P313(CT200h, Prius III, Prius+, Yaris HSD, Auris,PHV)

Lexus RX 450h

date 16/01/2018 - page 27

- 2 conjuntos planetários

Trem planetário de

redução de 2-

velocidades

Trem planetário divisor

de potência

B1 B2

MG2MG1

Motor

Amortecedor

Sistema THSII - Caixa híbrida L110 Lexus GS 450h

date 16/01/2018 - page 38




• Controlo do sistema Híbrido• Travagem Regenerativa

• Modo EV








• Controlo do sistema Híbrido• Travagem Regenerativa

• Modo EV





date 16/01/2018 - page 40

Circuito de Alta VoltagemControlo do sistema THS II

Bateria HV

201.6 V DC

↓201.6 V AC

Inversor A/C

MG1201,6 V DC

↓650 V DC

Conversor de voltagem (booster)

MG2

Compressor A/C

____

____ ∼__

____

650 V DC

↓650 V AC

Inversor MG2

201,6 V DC

↓12 V DC

Conversor

____

________

∼__

∼__

650 V DC

↓650 V AC

Inversor MG1

____ ∼__

date 16/01/2018 - page 42

MG

V

W

U

IPMIPM

ON

ON

• Funcionamento inversor

- Motor eléctrico funciona como propulsor

Circuito de Alta Voltagem – Inversor Controlo dos MG´s

Controlo do sistema THS II

date 16/01/2018 - page 48





• Travagem Regenerativa• Modo EV





•





• Travagem Regenerativa• Modo EV





•

date 16/01/2018 - page 49

• Controlo cooperativo do travão regenerativo

- Há uma divisão na força de travagem entre travagem hidráulica e

travagem regenerativa (elétrica)

Necessidade do condutor

Tempo

Força de

travagemForça

travagem

regenerativa

Força

travagem

hidráulica

Controlo cooperativo (exemplo)

Sistema ECBTravagem Regenerativa

date 16/01/2018 - page 50

ECU ABSECUHV

MG2

ECU EPS

Actuador de travão

Gera pressão Hidráulica

(motor e bomba)

Regula a pressão hidráulica necessária

(vál. Solenóides)

Sensor de curso do pedal

Sensor de pressão da bomba principal

Simulador de curso

Sistema ECBTravagem Regenerativa

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• Modo EV




• PRIUS PHV






• Modo EV




• PRIUS PHV

Disposição dos principais componentes

Descrição geral

66

Conjunto do inversor e conversor• ECU do MG • Inversor• Conversor • Conversor DC/DC

Conjunto bateria HV• Módulos • Bloco de junção • ECU da bateria

Cabo de alta voltagemBateria auxiliar

Motor 2ZR-FXE

Conjunto do compressor e

motor elétrico

Caixa híbrida P610• MG1• MG2

Ficha de carregamento

Conjunto do carregador elétrico do veículo

Teto solar

Bateria solar

ECU de controlo da energia solar

Autonomia EV (comb.)

Potência Max EV

Máx. Potência

carregamento

CG PHV

3.3kw

25km

37kW

NG PHV

2kw

68kw

50km

Sistema de

climatização A/C

Sistema de aviso da bateria

Bomba de calor

Outros -

Velocidade Max EV 100 km/h 135 km/h

A autonomia EV foi estendida para 50km através de uma bateria de elevada capacidade.Potência EV foi aumentada devido à embraiagem unidirecional e à bateria de elevada

capacidade.O Sistema de aviso da bateria em conjunto com a bomba de calor do Sistema de

ventilação permitem a condução no modo EV sem arranque do motor a combustão, durante o inverno.

Mais 100%

Mais 84%

Mais 35%

Mais 65%

Maiscondução EV

Especificações

Cadeia cinemática• Adicionada uma embraiagem unidirecional.

Descrição geral

69

MG1 Motor combustão

Carreto contra rotante

MG2

Para o diferencial

Unidade planetária divisor de potência

Amortecedor da caixa

Embraiagem unidirecional

Caixa híbrida

Descrição geral• Tal como o anterior PRIUS PHV, a bateria de iões de lítio montada no

compartimento da bagageira.

Bateria HV

71

Conjunto da bateria HV

Principais componentes

Bateria HV

72

ECU da bateria

Bloco de junçãoHV (-)

Conjunto do bloco de relés (+)

Relé de aquecimento da

bateria

Aquecedor para a bateria

(para cada modulo)

Fusível principal

Fichasegurança

Módulos da bateria

(x 5)

Ventilador da bateria (DTO)

Frente

Ventilador da bateria (ESQ)

Vista em corte da secção A - A

A A

Conjunto da bateria HV• Bateria de iões de lítio

(3.7 V x 19 células = 1 módulo) x 5 módulos = 95 células

= tensão nominal DC 351.5 V

Bateria HV

73

J/B (-) J/B (+)

Bateria HV (351.5 V)

SMRs SMRs

Ficha de serviço

+ -

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

Fusível principal

+ -

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

+ -

- +

1 S

tack

(1

9 C

ell

s)

395A 680A

Exterior

Autonomia EV 25 km 50 km

Energia 4.4kWh 8.8kWh

Peso 82kg 130.7kg

Volume 97.2L 174.3L

155

713

880 987

221.5

792.5

100%UP

59%UP

74

100%UP

Bateria HV Descrição geral A capacidade da bateria foi duplicada. Contudo, devido ao conjunto compacto da bateria e células de elevada capacidade, o peso aumentou somente 59%.

78%UP

Funcionamento do Sistema híbrido• A possível a condução em modo EV quando mais conveniente.

Controlo do Sistema HV

75

Example 1

SOC Level

SOC Level

Time

Time

Condiçãodo veículo

Carregamento Plug-in

Paragem Condução em modo

EV Condução em modo

HV

Carregamento Plug-in

Paragem Condução em modo EV

Condução em modo EV

Condução em modo HV

Condiçãodo veículo

Mantém SOC

Condução em modo HV

Example 2 Press Press

Autonomia em modo EV• Estimativa da causa da diminuição de autonomia

Autonomia

76

Eco-diary Rácio da carga do A/C é baixo como o consumo de eletricidade

Consumo de eletricidade é ligeiramente aumentado por

causa de elevado rácio de carga do A/C.

O consumo de eletricidade é ligeiramente aumentado devido

a carga elevada de condução

O consumo de eletricidade é aumentado devido a elevado

rácio de utilização do A/C e condução a cargas elevadas.

Rácio de carga do A/C: indica a percentagem de energia consumida da bateria HV que foi consumida pelo Sistema de A/C.

Sistema de bomba de calor com injeção de gás• Principais componentes

Ar condicionado

Conjunto acumulador e acessórios

Unidade A/C

Compressor com motor

Permutador exterior

Autonomia em modo EV• A autonomia em modo EV diminui dependendo da utilização tal como

uma viatura convencional.

Autonomia

78

Em: kWh/100km Em: Km/kWh

Anunciado Veículo do cliente Anunciado Veículo do cliente

Consumo de eletricidade

10 kWh/100km 15 kWh/100km 10 Km/kWh 6,5 Km/kWh

Autonomia EV

60 km 40 km 60 40

Nota

Exemplo:

Consumo de eletricidade (kWh/100km)

Autonomia EV (km)

Capacidade igual

36

4 6

24

Consumo de eletricidade (Km/kWh)

Capacidade igual60

10 15

40

BomMau MauBom

A capacidade da bateria é igual entre a viatura do cliente e o anunciado.A autonomia EV na viatura do cliente diminui devido ao mau consumo de eletricidade.

Sistema de carregamento solar

Prius PHV

Geral• Este sistema gera energia ao utilizar os painéis solares e carrega a

bateria HV e sistemas auxiliares de 12v.


Enquanto estacionado Em condução

Painelsolar

Bateria HV Sistemas auxiliares(12 V)

Carrega bateria HV

Fornece energia para os sistemas auxiliares

NOTA: Enquanto carrega com o cabo de carregamento, o sistema de carregamento solar não funciona.

Disposição dos principais componentes


86ECU controlo energia solar

Bateria solar

Teto solar

Teto solar

Sistema de carregamento Solar

88

56 Células

Potência máxima de saída é 179 W.(sob as seguintes condições)

• Quantidade de irradiação: 1000 W/m2

• Temp. célula solar.: 25 °C

Especificações (Referência)

Célula solar

Frente

Carregamento Prius PHV

Carregador de veículo elétrico• Localizado por baixo do banco traseiro.

• Existem entradas de ar de ventilação para o arrefecimento do

carregador.

Controlo carregamento Plug-in

90

Entradas de ventilação(Sem filtro)

Carregador(Com ventilador de

arrefecimento)Banco traseiro

Carregador de bateria

Controlo carregamento Plug-in

91

Prius PHV ZVW35 Prius PHV ZVW52

Localização Debaixo da bateria Debaixo banco traseiro

Exterior

volume 8.0L 3.8L

Potência máx.(DC) 2kW 3.3kW

Tempo carregamenrto(AC240V)

1.5hr 2.1hr

76

422251

60

289219

Baixou 52%

Subiu 65%

Subiu 40%

Cabo de carregamento• 3 tipos de cabo cabos de carregamento de acordo com a região.

Controlo carga Plug-in

92

*1: O formato da ficha difere de acordo com a voltagem e região. *2: CCID: Charging Circuit Interrupting Device

Cabo de carregame

nto

Conetor de carga

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 2

Modo de carga

Modo 2 (com CCID) Modo 2 (com CCID) Modo 3 (sem CCID)

Equipamento

Standard para -A e -W (Taiwan)

Standard para -W (except Taiwan)

Opcional para -W (excepto Taiwan)

CCID*2

Conetor de carga

Ficha*1

(Lado do veículo)

(Lado do equipamentode carga)

Conetor de carga

Ficha*1

Conetor de carga

CCID*2

Tempo de carregamento

Tipo 2, Modo 2

Potência: 2 kW (230 V @ 10 A)

Tempo de carregamento: 3hrs 15 min

Tipo 2, Modo 3

Potência: 3.3 kW (230 V @ 16 A)

Tempo de carregamento: 2hrs 10min

Efetuado com viaturas de serviço e de demontraçãodos concessionários

Estudo DRIVECO em Portugal

94

date 16/01/2018 - page 95

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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