2015年东京车展之零部件配套厂:第4代普锐斯配套的零部件

电装、爱信集团、丰田自动织机、丰田纺织、小糸制作所

2015/11/23

概 要

トヨタプリウス

  本报告将介绍2015年东京车展上各零部件配套厂展示的、为2015年12月即将上市的第4代全新普锐斯配套的零部件。

  电装为新款普锐斯配套85种零部件,展出其中的小型化PCU(电力控制装置)、空调模块等。

  爱信集团展出小型化双电机混合动力变速器、首次为新款普锐斯配套的电动四驱系统的后轮驱动单元和进气格栅执行器等。

  丰田自动织机展出DC-DC转换器、后部行驶用逆变器、电动压缩机、车内插座用AC逆变器。

  此外,丰田纺织展出的前排座椅采用适用于TNGA (Toyota New Global Architecture) 的骨架,小糸制作所则展出LED单灯式双功能透镜。

相关报告

丰田 Aqua的拆解调研 (2012年11月)
 (1) 关键零部件供应商及电池相关零部件
 (2) 燃效实现35.4km/L的混合动力系统



电装:展出小型化PCU、下一代逆变器、空调模块等

  电装向新款普锐斯供应85种零部件,在东京车展上展出其中重要的零部件。

小型化PCU:相比上一代车型小型化33%,以进一步小型化为目标,正在开发SiC逆变器

  针对新款普锐斯新开发的PCU(电力控制装置)。集约了控制电机的逆变器、用于降压的DC-DC转换器等。相比上一代PUC,降低约20%的损耗,仅PCU本身就可将普锐斯燃效提高2.4%。还将体积从12.6L缩小至8.2L,缩小约33%,使普锐斯的发动机舱留出空间,从而使备用电池从行李厢移动至发动机舱内。

  将名为“功率模块 (Power Card)”的控制用半导体器件 IGBT (绝缘栅双极型晶体管) 小型化。小型化后,为了使IGBT不产生高温,改变了冷却方法,采用双面冷却IGBT的方法。该双面冷却方法自2007年上市的雷克萨斯LS的混合动力车型起采用,本次还应用至普锐斯。    此外,还首次采用将2个功率模块的作用集中至1个的“二合一”功率模块。将直流转为三相交流需要6个功率模块,但该产品减少至3个。由此,可削减功率模块的安装空间

 

新型PCU 用于第4代普锐斯的新型PCU 新型PCUの構成 新型PCU的结构 (资料:丰田汽车)

 

下一代SiC小型逆变器

  公司计划未来将碳化硅(SiC)应用至六合一的功率模块中去。SiC可耐高温,阻力小,可通过大电流,且发热较少。2015年度结束研发,下年度开始转至产品研发。将逐步扩大配套,计划到2020年代中期实现逆变器的产品化。

  有待解决的课题是,由于高温环境下的使用经验为零,因此需要保证可靠度。此外,在成本方面,目前主流的硅价格也比预想的要便宜,因此要提升竞争力,需要进一步削减成本。

TNGAプラットフォーム 六合一 功率模块

SiCを用いたインバータモジュール 采用SiC的逆变器模块(体积0.75L,功率75kW,功率密度100kW/L,空冷)

 

空调装置:再次采用内外气双层方式

  与上代普锐斯配套的空调装置相比,小型化20%,还提高了风扇的效率。通过采用内外气双层式,提高了暖气效率。还使车窗和车顶能与外界通风,在脚底形成室内温暖空气的循环。内外气双层式曾为第1、第2代普锐斯配套,但第3代未采用。

エアコンユニット 空调装置

为新款普锐斯配套的其他零部件

次世代ハイブリッドシステム 电机(定子):与丰田的小型HV Aqua采用相同直角线圈,轻量化约20%。
エンジンクーリングモジュール 发动机冷却模块
電池ECU 电池ECU

 



爱信集团:展出复轴型双电机混合动力变速器等

  爱信集团展出为新款普锐斯配套的小型化双电机混合动力变速器、新款普锐斯首次应用的电动四驱系统的后轮驱动单元、以及进气格栅执行器等

 

前置前驱双电机混合动力变速器:变更为复轴方式,并小型化

  上一代普锐斯的混合动力变速器配置于电机发电机的同一根轴上,而新款普锐斯则配置在2根轴上,长度从409mm缩短至362mm。为了安装在复轴上,将减速齿轮从原先的行星齿轮改为平行轴齿轮,减少约20%的机械损耗。

 FF2モーターハイブリッドトランスミッション 前置前驱双电机混合动力变速器(与右图上下颠倒,在右上角安装电机)

 FF2モーターハイブリッドトランスミッションの構成

新型双电机混合动力变速器(变速驱动桥)的结构 (资料:丰田汽车)

 3代目プリウス向けハイブリッドトランスミッション (参考)第3代普锐斯用混合动力变速器: 电机发电机直列放置


 

电动四驱系统的电动单元

  第4代普锐斯首次采用四轮驱动系统的后轮驱动单元。采用感应电机,最大扭矩55Nm,最大输出功率5.3kW。设置减速比为10.487的减速装置,使电机小型化。

電動式4WD ユニット 电动四驱系统的后轮驱动单元

 

为新款普锐斯配套的其他零部件

グリルシャッター 进气格栅执行器:在供暖时关闭格栅,可快速暖机。在冷却系统需要进气时,打开格栅。
トルクリミッター付きダンパー 带扭矩限制器的阻尼器
アルミ浮動型キャリパー、パッド、ローター 制动系统:铝制浮动型卡钳、制动片、转子
電子制御ブレーキシステム 电子控制制动系统:可以在更低速的范围内使用再生制动系统。因此,通过提高液压制动器的反应能力,实现从再生制动系统顺畅切换至液压制动系统
エンジン冷却用電動ウォーターポンプ 发动机冷却用电动水泵
水停止バルブ 水停止阀:将发动机冷却水的通道分为发动机一侧和EGR/加热器一侧这2个系统。
インバーター冷却用電動ウォーターポンプ 逆变器冷却用电动水泵

 



丰田自动织机:展出DC-DC转换器、后部行驶用逆变器、电动压缩机等

 

DC-DC转换器

  将混合动力车电池的高电压转换为14V低压的零部件。采用新开发的高放热性厚铜基板,实现小型轻量化。与上一代普锐斯采用的零部件相比,体积缩小约50%,重量减轻60%。

 

DC-DCコンバーター DC-DC转换器
规格
输入电压范围 140V-395V
输出电压 14V
输出功率 1,680W
体积 0.7L
重量 600g
冷却方式 水冷

 

后部行驶逆变器

  向普锐斯的四轮驱动车型的后部电机供电。这是公司首次为乘用车配套后部行驶用逆变器。通过采用强制空冷方式,可取消用于冷却的配水管,从而适用于各类车型。

リア走行インバーターリア走行インバーター 后部行驶逆变器
规格
输入电压 340V
输出电压 22kW
体积 4.2L
重量 5.5kg

 

 

汽车空调用电动压缩机

  不借助发动机的力量进行运作的汽车空调压缩机。相比上一代车型进一步轻量化,制冷能力提高30%,耗电量也降低8%。 ・为了提高制冷能力,新开发提高电机和功率密度的逆变器。 ・采用自动调整卷轴压缩力的压缩机构,通过削减压缩部位的摩擦阻力,减少了耗电量。 ・将逆变器的安装位置从电机上部调整至电机的同轴,提高配套车辆的效率。

カーエアコン用電動コンプレッサー 汽车空调电动压缩机
规格
壳径×长 109×195mm
重量 4.5kg
排出量 20cc

1500W AC逆变器

  将电池直流电转换为家庭交流电的逆变器。由此,可在车内使用各种家电产品。风扇的配置使空气能在基板外侧流动 (风扇原先在基板上方),提高了耐水性和耐尘性,可安装于车厢内任何位置。

1500W ACインバーター1500W ACインバーター 1500W AC逆变器
规格
输出电压 100V
输出功率 1500W
体积 2.5L



丰田纺织:前排座椅采用适用于TNGA平台的骨架

  丰田纺织向新款普锐斯供应前排座椅。通过增加座椅垫的弹性,使驾驶员无论采用何种坐姿驾驶,都能感到舒适,不容易疲劳。座椅的骨架采用丰田汽车、爱信精机、银木工业共同开发的TNGA平台座椅骨架。

新开发前排座椅骨架:利用高张力材料,使骨架轻量化。 ・ 提高舒适度:根据人的坐姿,使座垫弹簧的拐点与座椅骨架的位置相一致。 ・ 减少抖动:优化滑轨、 上导槽和下导槽的形状,抑制了座椅的抖动幅度。 ・ TNGA 平台的适用:适用于A级至D级的乘用车。原先,不同尺寸的车辆安装支架的形状和方向都不同,现进行了统一。

新型プリウス向け前席シート 用于新款普锐斯的前排座椅
新開発フロントシート骨格 新开发的前排座椅骨架

 



小糸制作所:LED单灯式双功能透镜

  为新款普锐斯供应前照灯。光源采用小糸制作所2014年11月开发的LED单灯式双功能透镜,在1个LED内同时实现远光灯和近光灯。已为车型微改的普锐斯α配套。实现单灯式以后,大大提高了前照灯在设计方面的自由度。   上一代LED灯需要根据远光灯和近光灯分别采用不同的LED单元。该产品可在单个LED单元内切换远近光灯,使质量减少60%,尺寸缩小70%,耗电量也减少25%。LED光源的亮度是原先的1.6倍,达2,250lm,LED控制线路 (LED驾驶员模块) 也缩小70%。   一个光源内远近光灯的切换通过切换遮光罩总成的遮光罩来实现。通过切换遮光罩总成,可在LED单灯式双功能透镜这1种产品中实现以下4种前照灯: 1)远近光灯切换式、2) 仅近光灯、3) 可改变左右前照灯朝向的AFS (Adaptive Front lighting System)、4) 可改变配光模式的ADB (Adaptive Driving Beam) 自适应光束调整前照灯)。

新型プリウスヘッドライト 新款普锐斯的前照灯
同じ光源で軽自動車ダイハツ コペン セロのヘッドライト 采用相同光源的微型车大发 COPEN Cero 的前照灯

LED1灯式 バイファンクション プロジェクタ LED单灯式双功能透镜

LED1灯式 バイファンクション プロジェクタの構造 LED单灯式双功能透镜的构造

 

 

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