新型プリウスの分解実験

ハイブリッド車を構成する主要な部品/サプライヤー

2010/03/17

要 約

財団法人ひろしま産業振興機構カーエレクトロニクス推進センターの主催で、2010年2月8日~12日に広島県呉市にある西部工業センター内ベンチマーキングセンターにおいて、新型プリウスを分解し研究するベンチマーク活動が行われた。昨年のスズキ「ワゴンR」に次いで2回目のベンチマーク活動である。

カーエレクトロ二クス推進センターは、2008年7月に広島県により財団法人ひろしま産業振興機構内に開設された。同センターは、広島県西部地域に蓄積されている機械産業を中心とした自動車部品産業と東部地域の電機・電子産業とのマッチングによる新産業創造をかかげ、カーエレクトロ二クス企業の県内誘致、公設試験研究機関・産学連携による支援能力強化など、幅広く戦略的に地域の自動車産業振興のサポート強化をめざして活動を行っている。

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ベンチマーキングセンターの概要

カーエレクトロ二クス推進センター内に2009年度に設置された地域共同のベンチマーキング活動支援の拠点施設である。参加企業が共同でベンチマーク対象の車両を購入し、費用負担を軽減する。対象車種は、広島県内自動車部品関連企業のベンチマーキングニーズに対応して選定される。

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■利用されているマークラインズ「自動車情報プラットフォーム」

     


新型プリウス(3代目)の仕様概要

サイズ:
全長 4.46m ×全幅 1.745m×全高 1.49m
車重:
1,310kg
車体:
5ドアハッチバック
ハイブリッドシステム:
シリーズ・パラレル方式リダクション機構付のトヨタハイブリッドシステム(THS)II
【主要部品とサプライヤー】
 ・ニッケル水素電池[パナソニックEVエナジー]
 ・モーター(駆動・回生用と発電用の2個)[トヨタ自動車内製]
 ・インバーター[トヨタ自動車内製]
 ・DC-DCコンバータ[豊田自動織機] 
  (注)インバーターとDC-DCコンバーターはパワーコントロールユニット(PCU)
     の主要部品。
エンジン:
1.8Lガソリンエンジン
トランスミッション:
電気式無段変速
燃費:
10・15モードで38.0km/L
JC08モードで32.6km/L


新型プリウス(3代目)のTHS II ハイブリッドシステム構成



プリウス全体

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作業開始時の新型プリウス(太陽電池パネル搭載車)の全景
(参考画像)
[ルーフ上の太陽電池パネルは京セラ]
ボンネット取外し後のプリウス
[LEDヘッドライトは小糸製作所]
取り外された内外装部品(作業終了後)
[座席シートアッシーはトヨタ紡織]


車体底面

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右前輪側から見た
エンジンルームの底面

 



エンジンルーム

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パワーコントロールユニット(インバーター、DC-DCコンバーター)の取外しと分解

パワーコントロールユニット(PCU)は、インバーター・バッテリーの充放電制御・DC-DCコンバーターなどで構成されている。

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ニッケル水素電池からパワーコントロールユニットへ来ているパワーケーブルのコネクター


上側のケースを取り外した後のパワーコントロ-ルユニットの内部 [パワーコントロールユニット内部はトヨタ内製]
パワーコントロ-ルユニット内部の拡大写真。2個のインバーターはこの中に組み込まれている。 [インバーターはトヨタ内製]


取り外した上側ケースの内側
上部から見たパワーコントロ-ルユニット内部(インバーターの上側にインバーター制御ECUのプリント基板を2枚実装)

インバーター制御ECUのプリント基板(拡大写真)

   

カーエアコンの電動コンプレッサーの取外しと分解

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ポンプ部分の上を取り外す





ポンプ部分の内部を更に分解



左の写真の右側のポンプ部品を更に分解。冷却液の流れる内部は渦巻き構造

電動ウォーターポンプの分解

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取り外したモーター部分の内部。モーター本体の上はモーター制御用のプリント基板
[アイシン精機]



モーター部分からプリント基板とモーター本体を取り外した



更に分解して現れたモーター制御用プリント基板
 
 
       

 

吸排気装置の取外し

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取り外された給気装置(1)
[エアインテークダクトは豊田合成]

取り外された給気装置(2)
[エアフィルターは愛三工業]

取り外されたエグゾーストマニフォールド
 
 

トヨタハイブリッドシステム(THS II)の部品構成モデル(参考画像)

トランスミッションは、下の写真の右(車両の左)から駆動・回生用モーター、動力分割機構、減速機、および発電機等で構成されている。発電機の左側にエンジンがある。遊星歯車式の動力分割機構とモーターの間に、遊星歯車式のモーターリダクション機構が配置されている。

エンジン/ハイブリッドシステム(THS II)取外し⇒ハイブリッドシステムの分解⇒モーターの分解

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取り外したエンジン/ハイブリッドシステム(THS II)の一体化モジュール
[エンジン/ハイブリッドシステム(THS II)はトヨタ内製]



ハイブリッドシステム(THS II)部分の拡大写真

ハイブリッドシステム(THS II)部分からモーターカバーケースを取り外す。駆動用モーターが見える

駆動用モーター部分の取外し後にエンジン部分から切り離されたハイブリッドシステム(THS II)





取り外されたジェネレーター [トヨタ内製]




動力分割機構の分解途中

動力分割機構の分解途中

動力分割機構のハウジング内部

動力分割機構の各種ギア
 
 

エンジン/ハイブリッドシステム(THS II)の取外し⇒⇒エンジンの分解

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エンジンルームからエンジン/ハイブリッドシステム(THS II)モジュールを取り外す

エンジン/ハイブリッドシステム(THS II)モジュールからエンジンヘッドカバーを取り外す

ハイブリッドシステム(THS II)部分を切り離した後のエンジン部分を右後方より見る


シリンダーヘッドの内部


シリンダーブロックの右側とタイミングチェーン




エンジン冷却用ポンプの内部
 

エンジンルーム内に在るブレーキ制御ECUと前後輪ブレーキ

プリウスをはじめとするトヨタのハイブリッド車のブレーキの特徴は、通常の油圧ブレーキによる制動力と駆動用モーターのエネルギー回生による制動力(回生ブレーキ)を協調させて必要な製造力を得る回生協調ブレーキを使っていることにある。 回生協調ブレーキを制御する電子制御ブレーキシステム用ECUは、アクセルブレーキの踏み込みの速度と量からどの程度の制動力が必要かを計算し、まず回生ブレーキを最大限にかけ、不足分を油圧ブレーキで補うように制御する。そのため、回生ブレーキの変動に合わせて制動力を変えられる追従性の高い油圧ブレーキとするために、油圧ブースターと加圧用/減圧用の2個のリニアソレノイドバルブを使用する。 油圧ブレーキは、ブレーキアクチュエーターのデューティ型制御ソレノイドバルブが油圧を制御して各輪を制動する。

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左前輪用ブレーキ

右後輪用ブレーキ

左後輪用ブレーキ


エンジン/ハイブリッドシステム(THS II)とフロントサスペンションシステムを分離する



取り出されたフロントサスペンションシステム

フロントサスペンションシステムのショックアブソーバーとスプリングの拡大写真 
[ショックアブソーバーはKYB]


車体内部/外部

車体内部⇒ニッケル水素電池

プリウスの駆動用電池(ニッケル水素電池)は、縦一列に6個の電池セルが直列でつながり、電池モジュールを構成する。 電池モジュール内には、電池セルの各々を個別に管理するBMS(電池管理システム)が内蔵されている。 電池パック内部には、横方向に電池モジュールが28列並んでいる。 [電池セル、電池モジュール、電池パック共にパナソニックEVエナジー]

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後部座席を取り除くと現れたニッケル水素電池パック

電池パックケースを外した後のニッケル水素電池パックの内部




 

車体外部⇒ライトの取外し

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取り外されたLEDヘッドライト
[小糸製作所]

取り外された尾灯・方向指示器(リアコンビネーションランプ)
[スタンレー電気]



リアコンビネーションランプの内部

車体内部⇒インストルメントパネルの取外し

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取外し前のインストルメントパネル

取り外されたインストルメントパネルの上面 [豊田合成]

取り外されたインストルメントパネルの裏面

インストルメントパネル裏面の拡大写真

インストルメントパネルを取り外した後の運転席・助手席前部の内部


取り外された電動パワーステアリングシステム

裏面から見たカーナビゲーションシステム [富士通テン]


ラゲージルーム

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                     <自動車産業ポータル、マークラインズ>