Схема ввб приус 10

Обновлено: 20.04.2025

Технологии ремонта и обслуживания гибридных автомобилей. Школа Сергея Гордеева. Урок 17

Освежим в памяти конец прошлого (16-го) урока: «Высоковольтная батарея готова к снятию. Вытаскивать ее удобнее всего, как и на Prius 10 – через заднюю левую дверь. При этом сначала поднимаем левую часть ВВБ и тянем ее к левой части автомобиля. Затем помощник берется за второй край, и батарея вынимается из машины».

Приступаем к разборке ВВБ. Для того чтобы получить доступ к элементам, нам необходимо снять верхнюю металлическую крышку. Откручиваем все болтики по кругу и один болт под TORX T30. Отщелкиваем крепление газоотводной трубки и снимаем верхнюю крышку.

Контактные пластины, которыми элементы ВВБ последовательно соединяются в батарею, закрыты черными пластиковыми крышками.

Они имеют два крепления, сверху и посередине. Если с верхними все понятно, то со средними многие новички разобраться не могут и просто ломают пластиковую деталь шины. На самом деле рядом с местом крепления крышки к шине есть отверстие, через которое можно поддеть язычок, крепко удерживающий крышку.

Фото 15. ВВБ Prius 11 демонтирована в сборе
Фото 16. ВВБ со снятой крышкой (с черными крышками по краям)

Теперь разберемся с тем, что мы видим. В левой части ВВБ находится блок главных реле в сборе с резистором. От него выходит провод с разъемом. Именно к этому разъему с блока управления гибридной установки приходят провода, управляющие замыканием реле.

Если присмотреться к левой части ВВБ, то с торца можно увидеть оранжевую клипсу, которая снимается размыкателем. Сняв ее, мы увидим оранжевый разъем, воткнутый в эту клипсу. Для чего он нужен? В Prius 11, как и в остальных гибридах, отсутствует штатный DC-DC преобразователь, повышающий электрическое напряжение в бортовой сети для зарядки ВВБ. Такой преобразователь установлен только в Prius 10. Для Prius 11 инженеры TOYOTA придумали другой способ зарядки. В случае критического разряда ВВБ к оранжевому разъему, спрятанному в клипсу, подключается специальный зарядник, подзаряжающий батарею в сборе.

Фото 17. Черные пластиковые крышки
Фото 18. Снимаем черные пластиковые крышки

Сверху к системе главных реле прикручено два высоковольтных провода. Это положительная и отрицательная клеммы ВВБ. Если соблюсти все меры предосторожности и вставить размыкатель на место – можно замерить напряжение, которое приходит на реле. Именно к этим клеммам в дальнейшем мы будем подключать нагрузочный аппарат. Внимание! На исправной ВВБ рабочее напряжение составляет более 300 В.

Рядом с реле находится блок управления высоковольтной батареей. Он имеет четыре разъема: два снаружи, два внутри. Наружные разъемы необходимы для питания блока управления вентилятором охлаждения и для передачи данных блоку управлению гибридной установки. С ними редко бывают проблемы. Нас интересуют разъемы, расположенные с другого торца блока.

Фото 19. Система главных реле Prius 11
Фото 20. Разъем для зарядки ВВБ в сборе
Фото 21. Напряжение на выводах ВВБ

Белый разъем – вход с датчиков температуры. Всего в батарее Prius 11 находится пять температурных датчиков. Из них четыре измеряют температуру элементов ВВБ. Их хорошо видно, если посмотреть на батарею сверху. Они защелкиваются прямо в элементы. Пятый датчик расположен справа в нижней части батареи – в месте соединения корпуса батареи с воздуховодом. Он замеряет температуру воздуха на входе в батарею. Проверить их работоспособность достаточно просто. Температурные датчики представляют собой обычные терморезисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от температуры.

Обязательное условие для датчиков, установленных на элементах, – жесткое крепление, чтобы датчик измерял температуру самого элемента, а не воздуха над ним.

Оранжевый разъем – вход электрической шины, контролирующей напряжение на связках элементов. Как и в Prius 10, напряжение измеряется не на каждом элементе, а на паре (связке). Всего в Prius 11 38 элементов – это на два элемента меньше, чем в Prius 10. Таким образом, по сканеру в дате мы видим напряжение на 19 связках. Соответственно, для их контроля необходимо 20 проводов.

Фото 22. Разъемы блока управления ВВБ
Фото 23. Датчик температуры элементов ВВБ
Фото 24. Датчик температуры на месте
Фото 25. Шина, соединяющая элементы в батарею

Как устроена шина, контролирующая напряжение на связках? Она представляет собой пластиковый корпус, в который вставляются медные пластинки с двумя отверстиями. Этими отверстиями пластинки надеваются на контактные шпильки элементов и прикручиваются гайками, тем самым последовательно соединяя элементы между собой. На этом устройство задней шины заканчивается. Передняя шина отличается тем, что в ней есть кабель-канал, по которому проложены провода. Каждый провод оканчивается контактной пластинкой с отверстием. На каждую медную пластинку прикручивается контактная пластинка. Первый и последний элементы не имеют медных соединительных пластинок. К ним прикручиваются высоковольтные провода, идущие на систему главных реле, и контактные пластинки для контроля напряжения.

Иногда мы можем увидеть в текущей дате информацию, что напряжение, например, третьей связки элементов значительно ниже остальных связок или вовсе равно 0. Как определиться на снятой ВВБ где находится третья связка элементов? В Prius 11 счет связок начинается от блока управления батареей. Значит 5-й и 6-й элементы от компьютера образуют связку под номером 3. Сумму напряжений 5-го и 6-го элементов показывает сканер в строке: «напряжение на 3-й связке».

Фото 26. Начало шины
Фото 27. Место крепления экрана
Фото 28. Шина в сборе с разъемом, снятая с ВВБ
Фото 29. Отломленная контактная пластинка

Не всегда причину просадки под нагрузкой можно списывать на неисправность элемента. Если в процессе диагностики ВВБ неисправных элементов не выявлено, а DeltaSOC выше 20% и разница по напряжению выходит за диапазон 0,2 В – значит, проблема в шине либо в оранжевом разъеме.

Часто под воздействием внешней среды в месте соединения с проводом контактные пластинки начинают корродировать, трескаться и отламываться. Процесс этот достаточно медленный, но проблем создает предостаточно.

Даже если таких симптомов до начала ремонта ВВБ у вас не было, но в процессе его вы нашли действительно неисправные элементы – обязательно их замените! Обязательно! После установки соединительной шины на место необходимо проверить состояние контактных пластинок. Очень часто пластинка надламывается в процессе откручивания/прикручивания, слегка проворачиваясь вместе с гайкой крепления. Внимательно рассмотрите каждое место соединения контрольного провода с контактной пластинкой. Слегка подергивая за провод, убедитесь в надежности соединения. Не так страшно оторвать провод от пластинки, как не заметить сгнивший контакт, который отпадет в самый неподходящий для вас или вашего клиента момент.

Фото 30. Целая контактная пластинка
Фото 31. Оранжевый разъем с замкнутыми контактами

Еще одной часто встречающейся проблемой является высоковольтный оранжевый разъем. Его контакты иногда окисляются до такой степени, что происходит замыкание нескольких связок элементов между собой, с их последующей разрядкой и выделением большого количества тепла в месте замыкания.

На этом сегодняшний урок закончим. Другие подробности, касающиеся этого ремонта, читатель сможет прочесть в книге, которая готовится к изданию в текущем году. А мы пойдем вперед – к новым знаниям о ремонте гибридных автомобилей, к уроку 18. Но это – в следующий раз.

Приус, как работает гибрид?

Prius

Японские конструкторы смогли разработать гибридный агрегат для моделей Toyota Prius, использующий полезную работу трех двигателей. Они функционируют благодаря одноосному редуктору. Рассмотрим принцип работы и устройство гибридного двигателя Тойота Приус.

Из чего состоит гибридный двигатель Тойота Приус?

Для того чтобы разобраться, как работает гибридный Тойота Приус, понадобится ознакомиться с базовыми компонентами установки. Она включает в себя бензиновый мотор и два мотор-генератора.

Принцип действия ДВС основан на использовании цикла Аткинсона. В качестве топлива допускается использовать бензин марок АИ-92 и АИ-95. Силовой агрегат отличается сниженным уровнем токсичности, экономичным расходом и высоким коэффициентом полезного действия. Функционал планетарной передачи позволяет передавать вращательный момент на колеса автомобиля, а также обеспечивать работу мотор-генератора. Это способствует выработке электрической энергии для поддержания заряда аккумуляторной батареи, функционирования климатической установки и других электроприборов.

Мотор-генератор №1 и №2

Первый предназначен для запуска ДВС, выступая в роли классического стартера. Также он обеспечивает работу мотор генератора №2, при снижении заряда АКБ. Еще одной функцией электродвигателя №1 является выработка электрической энергии для передачи заряда аккумуляторной батареи.

Второй мотор-генератор обеспечивает непосредственную передачу вращательного момента на колеса, беря энергию из ВВБ.

Принцип работы электромоторов Тойота Приус основан на взаимодействии электромагнитных полей. Для этого используются мощные неодимовые магниты в роторе. Обмотка статора состоит из медных проводников. Оборудование может работать в двух режимах:

Генераторный – происходит выдача трехфазного переменного напряжения с выводов статора. Оно преобразуется в постоянное, за счет применения конвертора. В дальнейшем выработанная энергия направляется на поддержание работы электрооборудования и заряд АКБ;

Двигательный – мотор-генератор получает трехфазное питание на обмотку статора, далее начинает вращаться ротор. Это происходит за счет взаимодействия магнитных полей. В результате получается кинетическая энергия.

Сложная конструкция планетарного механизма обеспечивает качественное функционирование гибридной установки. Редуктор разработан таким образом, чтобы подключать бензиновую установку исключительно для обеспечения работы генератора или вращения колес. При этом последний режим используется только при наборе оптимального числа оборотов 2ZR-FXE. Указанный показатель находится на уровне от 2000 об/мин.

Принцип распределения работы моторов Тойота Приус гибрид, благодаря конструкции планетарного механизма, выглядит следующим образом:

передвижение машины на низких скоростях осуществляется на электротяге;
для обеспечения набора скорости и ее поддержания используется дополнительная энергия от генератора, который двигается с помощью ДВС.

При этом главной чертой планетарного устройства является отсутствие непосредственной связи между бензиновым агрегатом и приводом колес.

Описание режимов работы гибридной силовой установки

В указанном разделе рассмотрим, как работает гибридная установка Тойота Приус в различных режимах. Среди них:

начало перемещения с запуском ДВС;

старт на электротяге и движение на высокой скорости;

запуск 2ZR-FXE на ходу;

Начало движения с запуском ДВС

Данный режим используется при недостаточном заряде АКБ для старта с места Тойота Приус. В этом случае гибрид работает следующим образом:

За счет действия мотор генератора №1 осуществляется вращение планетарного механизма, который запускает двигатель внутреннего сгорания;
Силовой агрегат внутреннего сгорания начинает разгонять мотор-генератор №1, что сопровождается переходом последнего в генераторный режим. Далее происходит выработка требуемого количества электрической энергии для заряда АКБ и обеспечения работы второго мотор генератора; -FXEможет работать исключительно для обеспечения работы первого мотор генератора и поддержания требуемого напряжения в электрической сети Тойота Приус.

Старт на электротяге и езда на высокой скорости

Электротяга гибридной установки Toyota Prius работает при старте машины с места в следующей последовательности:

Езда начинается при заглушенном бензиновом агрегате;
Электродвигатель №2 приводит в движение колеса и электромотор №1 через шестеренчатую передачу планетарного механизма. Указанный процесс обеспечивается запасенной энергией аккумуляторной батареи. При этом происходит преобразование напряжения из постоянного в переменное.

Для обеспечения движения Приус на высокой скорости, когда достигаются допустимые обороты электродвигателя №1, используется следующий принцип:

Мотор-генератор №2 посредством шестерен переключается на вращение первого с кратностью 2.6;
Это обеспечивает уменьшение скорости вращения электромотора №1 в 2.6 раз, по отношению ко второму. Максимально допустимое число оборотов для первого электродвигателя составляет шесть тысяч, набираемых при скорости в 64 км/ч.

Запуск ДВС на ходу

Принцип работы гибрида Тойота Приус с запуском 2ZR-FXE в процессе движения выглядит следующим образом:

Бензиновый силовой агрегат включается в момент остановки мотор генератора №1, который тормозится за счет изменения направления электромагнитного потока в противоположную сторону относительно вращения ротора. При этом запуск мотра происходит благодаря снятию вращающегося момента с колес автомобиля;
После набора оборотов двигателем внутреннего сгорания, происходит совпадение направлений вращения всех агрегатов гибридной установки. При равенстве числа оборотов будет наблюдаться равномерное распределение сил на вращение колес;
При увеличении оборотов ДВС, в сравнении с электромотором №2, будет наблюдаться рост вырабатываемой электроэнергии мотор генератором №1. Она распределяется на зарядку АКБ и поддержание дальнейшего движения, за счет передачи энергии на электродвигатель №2.

Задний ход

За езду автомобиля Тойота Приус задним ходом отвечает мотор-генератор №1. В момент заглушенной установки внутреннего сгорания, первый электромотор переходит в двигательный режим. Это сопровождается противоположным вращением относительно мотор-генератора №2. При этом планетарная ось фиксируется на месте, а вращающий момент с первого электродвигателя передается ко второму, посредством шестеренчатой передачи планетарного механизма. Происходит вращение электромотора №2 в обратную сторону, что сопровождается движением автомобиля задним ходом.

При запущенном бензиновом агрегате, для передвижения задним ходом необходимо увеличить число оборотов электродвигателя №1 относительно двигателя внутреннего сгорания.

Заключение

Конструкция гибрида Toyota Prius позволяет получить экономию топлива за счет следующих факторов:

Характеристики и особенности эксплуатации аккумулятора Тойоты Приус

Гибридные автомобили существуют достаточно давно, но до сих пор их многие путают с электромобилями, которые при необходимости могут поехать и на бензине. В этой статье мы выясним, что такое гибридный автомобиль, чем батарея Приус Тойоты отличается от источника питания электромобиля.

Что такое гибридный автомобиль

Вообще, гибридный автомобиль — это автомобиль, использующий для привода колёс более одного источника энергии. Причём вторым источником необязательно может быть электромотор. Но поскольку мы говорим о Тойоте Приус, то вторым источником будет именно электропривод.

Приус оснащён обычным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) небольшой мощности и в дополнение электромотором с батареей аккумуляторов. Пока энергии ДВС достаточно для движения, электропривод отключен. Как только бензиновому двигателю не хватает сил (разгон, подъём и т. п.), ему на помощь приходит электромотор. Помогать ДВС или нет, решает бортовой компьютер. Участие водителя здесь не требуется.

Заряжается же батарея электропривода от специального генератора, но не постоянно (иначе никакого выигрыша в использовании электропривода бы не было), а только тогда, когда ДВС нечем или почти нечем заняться. К примеру, при неспешной езде, езде накатом, на спусках или при работе на холостых оборотах. Таким образом, в АКБ сохраняется энергия, которая всё равно пропала бы даром.

Поэтому гибридный автомобиль — это совсем не «на чём захочу, на том поеду» и тем более не электромобиль. Он ездит на бензине, а электромотор — помощник.

Гибридный автомобиль Toyota Prius

Конструкция и технические характеристики батареи

Конструктивно батарея Тойоты Приус представляет собой блок, собранный из 28 ячеек с никель-металлогидридными аккумуляторами напряжением 7,2 В и ёмкостью 6,5 А·ч.

Таким образом, полный блок (ВВБ) имеет ёмкость 1,3 кВт·ч. Цифра поразительная, не правда ли? Ёмкость батареи электромобиля Ниссан Лиф составляет 30 кВт·ч, а Теслы ещё больше. Но мы выяснили в предыдущем разделе, что электромотор в Приусе не является основным приводом. Он просто в нужный момент помогает ДВС, а всё остальное время подзаряжается. Так что такой ёмкости будет более чем достаточно.

В моделях Тойота Приус NHW10 ячейки имеют вид тонких цилиндров, которые владельцы гибридных автомобилей назвали бамбуками.

Нужно ли её заряжать и как правильно это делать

Все мы привыкли, что аккумулятор обычного автомобиля при необходимости или для профилактики можно снять и зарядить стационарным зарядным устройством. Необходимо ли то же самое делать с аккумулятором Тойоты Приус? Теоретически ВВБ Приуса — обычная NiMH батарея, и зарядить её не будет проблемой. Но на практике не всё так просто. Во-первых, зарядное устройство с выходным напряжением 250 В мало у кого есть, а точнее, ни у кого нет. Во-вторых, необходимо хорошо представлять, как правильно заряжать никель-металлогидридную батарею. Во время зарядки бортовой компьютер контролирует и принимает те или иные решения по следующим параметрам:

по абсолютной температуре;
по скорости изменения температуры;
по отрицательной дельте;
по максимальному времени заряда;
по максимальному давлению;
по максимальному напряжению.

Чтобы учесть все эти факторы, необходимы не только знания, но и соответствующее оборудование, которое уж точно ни у кого из нас в гараже не пылится. А без учёта всего этого мы не только не зарядим ВВБ, а надёжно убьём её.

Делаем однозначный вывод — высоковольтную АКБ Тойоты Приус самостоятельно заряжать нельзя. Если ВВБ села, то просто запускаем двигатель стартером и тарахтим на холостых оборотах или тихонько едем в пункт назначения на бензине. ДВС для этого сил хватит, а о заряде побеспокоится бортовой компьютер.

Кроме того, если высоковольтная батарея села, то это верный признак того, что с автомобилем что-то не так. Даже если мы её снимем и каким-то чудом зарядим, то это лишь до следующего раза. Проблема не исчезнет. Поэтому заводим свой Приус обычным стартером, едем в сервисный центр. Там проведут полную диагностику, а если с автомобилем всё в порядке, зарядят АКБ по всем законам физики.

Полезно. В Приусе, как и в обычном автомобиле, есть 12-вольтовая свинцовая батарея ёмкостью 45 А·ч, которая обслуживает самый обычный стартер. Вот её можно (при необходимости нужно) снимать и заряжать. Находится АКБ под полом багажника справа.

Можно ли заменить или отремонтировать батарею

Заменить высоковольтную батарею, как любой узел, конечно, можно, хотя придётся повозиться. С ремонтом несколько сложнее, поэтому начнём с её замены целиком.

Замена ВВБ

Открываем багажник, снимаем фальшпол, отключаем одну клемму малой АКБ.

Важно! Прежде чем закрыть крышку багажника, обязательно подключаем малую АКБ. В противном случае с открытием крышки будут проблемы.

Откидываем спинки задних кресел, добираемся до болтов их крепления. Отворачиваем болты крепления спинок и болт крепления среднего ремня безопасности. Спинки, диван снимаем.

Отворачиваем два винта крепления крышки высоковольтной батареи.

Снимаем обивку, которая не даёт снять крышку с ВВБ. Снимаем пластиковую окантовку с кромки багажника. Обивка, окантовка крепится клипсами.

Снимаем боковую обивку багажника.

По периметру ВВБ отворачиваем все болты на 12. Снимаем «уши», которые крепят батарею к кузову по бокам.

Откручиваем и вынимаем воздуховоды. Вынимаем предохранитель ВВБ. С левой стороны батареи (смотрим со стороны багажника) находится крышка, прикрывающая блок управления (БУ). Отворачиваем крепежные болты, снимаем её.

Под крышкой находим силовые кабели. Откручиваем их.

Разъединяем все колодки питания БУ, снимаем батарею.

Ремонт высоковольтной батареи

Прежде чем принимать решение о ремонте, необходимо убедиться, что с электроникой автомобиля всё в порядке. В большинстве случаев автомобиль не хочет ехать на ВВБ не потому, что последняя неисправна, а потому, что плохо заряжается. Если решение самостоятельно отремонтировать ВВБ принято, то необходимо оценивать связанные с этим риски.

Высоковольтная тяговая батарея — это не просто АКБ, которую легко снять, погонять, зарядить. Этот источник тока — сложное устройство, состоящее из 28 ячеек, каждая из которых — самостоятельная АКБ. Это устройство придётся разобрать, найти неисправный аккумулятор, заменить его и, самое главное, перед сборкой тщательно сбалансировать все ячейки. И как бы мы аккуратно и внимательно это ни делали, всегда есть риск остаться без ВВБ вообще. Но если мы уверены в своих силах, имеем соответствующие оборудование, знания или просто решили рискнуть, то почему бы нет?

Для работы нам понадобится:

Достаточно точный вольтметр или тестер для измерения напряжения на ячейках (7,2 В).
Нагрузка — 4 лампы головного света Н4 или аналогичной мощности и напряжения.
Качественное зарядное устройство для зарядки аккумуляторов на 7,2 В.
6 м гибкого медного провода сечением 2 кв.мм.
48 лепестков под гайку — любых, лишь бы хорошо надевались на клеммы ячеек.
Новые ячейки. Количество, естественно, пока неизвестно. Стоимость одной ячейки около $40.

Хорошим вариантом было бы универсальное микропроцессорное зарядное устройство I-Max B6 Mini, включающее в себя анализатор, программатор режимов, высокоточные вольтметр, амперметр и много ещё чего вплоть до измерителя внутреннего сопротивления батареи. Стоит такой прибор в районе 50 $.

Если всё готово, желание не пропало, то можно рискнуть. Снимаем батарею (см. предыдущий раздел). Снимаем с неё крышку и, отвернув все гайки, снимаем контактные колодки со всех ячеек.

Теперь нужно найти «уставшие» ячейки. Измеряем напряжения на каждой без нагрузки, показания заносим в табличку. Теперь измеряем эти же напряжения, но под нагрузкой. В качестве нагрузки используем одну лампу. Измерения проводим через некоторое время после подключения нагрузки, скажем, через 20 секунд. Результаты заносим в эту же табличку и смотрим, на каком из модулей напряжение просело значительно больше, чем на остальных. Это и будет уставший модуль. Теперь мы знаем, сколько ячеек (модулей) нам придётся докупить. Докупаем, устанавливаем их на место «уставших».

Полезно! Вычислить «уставшие» модули можно гораздо быстрее, если воспользоваться SkyRC iMAX. Измеряем тестером внутреннее сопротивление каждого модуля. У «уставших» это сопротивление будет значительно больше, чем у остальных.

Теперь самая ответственная операция — балансировка. От того, насколько тщательно и точно она будет сделана, зависит успех всего мероприятия. Балансировка заключается в том, чтобы зарядить все ячейки абсолютно одинаково. Для этого их сначала надо полностью разрядить.

Вооружаемся ножом, паяльником, берём в руки провод с лепестками, сооружаем вот такую конструкцию — соединяем все положительные и все отрицательные контакты модулей так, чтобы все модули оказались параллельно соединенными.

Соединение проводим внимательно и аккуратно — не путаем плюс с минусом модулей и избегаем замыканий. Модули, несмотря на свою небольшую ёмкость, способны отдать в нагрузку при коротком замыкании большой ток, а соединённые параллельно тот же провод в 2 квадрата при замыкании пережгут как волосинку. Подключаем к двум проводам, которые у нас получились, нагрузку — 4 лампы Н4, включённые параллельно, и начинаем разрядку всего блока, постоянно контролируя напряжение.

Как только напряжение на батарее снизится до 6 В, отключаем 3 лампы и продолжаем разрядку на одной. Ждём, пока напряжение не упадёт до 5,7 В. Разрядка окончена, снимаем нагрузку. Даём АКБ отдохнуть 2–3 часа. Пора начинать зарядку. Заряжать будем током 5 А. Это примерно 0,18 А на модуль. В среднем процесс зарядки будет длиться 12 часов. Контролируем напряжение на батарее по вольтметру. Как только оно достигнет значения 8,2 В, зарядку прекращаем.

Разъединяем все модули, сняв конструкцию с проводами и лепестками — они нам больше не понадобятся. Даём батарее отдохнуть и «устояться» как минимум 3–4 часа. Теперь самый ответственный этап — балансировка. Измеряем напряжение на каждом из модулей, находим тот, на котором оно меньше, чем на остальных. Теперь наша задача — разрядить все остальные модули до такого же напряжения, причём как можно точнее.

Разряжать будем каждую ячейку малым током, постоянно контролируя на ней напряжение. В качестве нагрузки используем 4 лампы Н4, включённые последовательно. Доводим напряжение каждого модуля до напряжения образца минус 0,1 В. То есть если, к примеру, самый низковольтный модуль имел напряжение 8,05 В, то все остальные разряжаем до напряжения 8,05 – 0,1 = 7,95 В. Даем батарее отстояться, измеряем напряжение на всех модулях — оно должно быть одинаковым. Собираем ВВБ, устанавливаем в автомобиль.

Важно! Если вы решите повторить такой метод ремонта, то делайте это на свой страх и риск. Неизвестно, насколько такие манипуляции соответствуют истине, но они работают.

Вот и всё о гибридном автомобиле Тойота Приус и его высоковольтной батарее. Теперь мы знаем, что она собой представляет, и можем даже рискнуть самостоятельно её отремонтировать.

Схема ввб приус 10

Аккумулятор предназначен для питания электроники автомобиля.

Особенности батареи для гибридного авто Toyota Prius

На автомобилях Prius используется гибридная силовая установка, состоящая из бензинового двигателя и тягового электромотора. За счет использования 2 различных агрегатов достигается снижение расхода топлива. Управление моторами осуществляется электроникой, водителю не требуется совершать никаких дополнительных действий. Для работы электродвигателя установлена батарея, которая заряжается как от отдельного генератора, так и от электромотора в момент торможения автомобиля.

Тяговая АКБ нужна для питания электрического двигателя, но автомобиль не предназначен для движения при выключенном бензиновом агрегате. Гибридная силовая установка рассчитана на одновременную работу всех компонентов. Электрический привод активируется при начале движения и разгоне, а затем отключается.

При нормальных условиях езды ДВС осуществляет зарядку АКБ, но при резком нажатии на педаль акселератора срабатывают оба агрегата. На время остановки гибридный привод отключается, обеспечивая экономию топлива.

Устройство

Высоковольтная тяговая батарея собрана из 28 никель-металлогидридных банок, каждая из которых состоит из 6 элементов. Поставщиком является совместное предприятие компаний Panasonic и Toyota. Залитый в элементы электролит не вытекает даже при сильных ударах или опрокидывании автомобиля. Батарея имеет внешний корпус, предусмотрен электронный блок, отслеживающий уровень заряда и температуру элементов. На машине также есть стандартный свинцово-кислотный аккумулятор, необходимый для пуска ДВС и заряжающийся от генератора.

Устройство аккумулятора.

Технические характеристики

Тяговая батарея Prius 30 имеет характеристики:

число элементов — 168 шт.;
количество секций — 28 шт.;
напряжение на клеммах секции — 201,6 В;
емкость каждой секции — 6,5 А*ч.

При деградации тяговой батареи бортовая электроника фиксирует ошибки и выводит предупреждение на дисплей комбинации приборов. Информацию можно считать диагностическим оборудованием: код P0A7F-123 указывает на падение характеристик АКБ ниже допустимого порога, а P0A80-123 сигнализирует о непригодности источника питания к дальнейшей эксплуатации. На верхней части корпуса имеется центробежный электрический вентилятор, отводящий нагретый воздух от элементов. В конструкции предусмотрена система отвода газов, образующихся при работе АКБ.

При поставке с завода на автомобиле установлена стартерная батарея Super Nova 46B24L, изготовленная японским производителем Furukawa Battery. В состав пластин и активной массы введен кальций, электролит находится в жидком состоянии. Аккумулятор с обратной полярностью и клеммами азиатского стандарта имеет емкость 45 А*ч и обеспечивает ток холодной прокрутки на уровне 330 А при температуре -18°С. Напряжение составляет 12 В, габариты корпуса не более 238х129х220 мм.

Завод-изготовитель гарантирует работу батареи на протяжении 3 лет при условии исправной проводки.

Расположение

Места установки АКБ на автомобиле Prius 30:

Высоковольтный источник питания расположен в багажном отделении под подушкой заднего ряда сидений. Узел снимается вместе с системой воздушного охлаждения и блоком управления. Для коммутации к бортовой сети имеется отдельный силовой разъем со жгутом проводки.
Стартерная батарея расположена в нише позади арки заднего колеса и закрыта декоративной панелью багажного отсека. Источник питания имеет штыревые клеммы для коммутации к бортовой сети, на штатном изделии предусмотрена текстильная лента для переноски.

Аккумулятор расположен в багажном отделении.

Принцип работы

Электродвигатель представляет собой «накопитель энергии», которая передаётся ему от ДВС, когда машина передвигается на холостых оборотах, или не используется весь потенциал силового агрегата. Благодаря этому, неизрасходованная энергия накапливается, и позволяет передвигаться на электрическом двигателе, являющийся большим АКБ с возможностью подзаряда. Выдаётся накопленная энергия, когда бортовой компьютер определяет нужный момент.

Севший аккумулятор Тойота Приус возможно зарядить. Количество циклов разряда-заряда – около 5 миллионов циклов (заявлено производителем). Когда севшим оказался АКБ (маленький), с которого заводится двигатель внутреннего сгорания – допустимо «прикурить» от другого автомобиля, или зарядить, чтобы он смог прокрутить стартер авто.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Необходимо отметить, что в автомобиле есть обыкновенный, автомобильный аккумулятор, ёмкостью 35-60 Ач, и электродвигатель, включающий в себя: электромотор, генератор, HV-батарею и редуктор с планетарной передачей.

Сколько аккумуляторов на Тойота Приус? Ответом на этот вопрос служит количество аккумуляторов внутри электромотора, состоящим из 26 аккумуляторных батарей, внутри которых стоит по 6 аккумуляторов.

Место для АКБ в машине

Где аккумулятор на Тойота Приус? Батареи находятся в багажнике. Маленький устанавливается, где правое заднее крыло, а большой, за сиденьями (задними).

Заряжается аккумулятор несколькими способами: когда нажимается педаль тормоза, и машина тормозит, благодаря генератору, используя энергию автомобиля (кинетическую), или от сети в 220 Вольт. Маленький АКБ заряжается, как и обычные аккумуляторы с небольшой ёмкостью, обычным зарядным устройством.

Фирма производитель гибридного оборудования – Panasonic и Toyota. Совместное производство и разработки позволяют постоянно усовершенствовать систему, а каждое новое поколение несёт в себе самые современные технологии, сосредоточенные, и собранные в одном автомобиле.

Критерии выбора: на что обратить внимание

При подборе тяговой батареи следует учитывать поколение автомобиля и дату выпуска устройства. При выборе стартерного аккумулятора необходимо ориентироваться на допустимые габариты корпуса, полярность и тип клемм. Производитель допускает использование АКБ с увеличенной емкостью или повышенным током холодной прокрутки. Не рекомендуется применять батареи с пониженной емкостью. Установить источник питания с прямой полярностью или увеличенной высотой корпуса не получится из-за ограниченной длины силовых кабелей и конструкции клемм.

Нужно ли заряжать аккумулятор

Тяговая батарея постоянно заряжается при работе двигателя внутреннего сгорания. Установленный внутри контроллер не допускает падения емкости ниже 40% от номинальной и перезарядки, обеспечивая увеличение ресурса. В конструкции не предусмотрено разъема для подключения внешнего источника питания. Ограничения введены из-за сложного алгоритма восстановления емкости никель-металлогидридных батарей и необходимости коммутации зарядного блока с выходным напряжением 250 В, опасным для человека.

Производителем предусмотрена периодическая зарядка стартерного источника постоянного тока. Восстановление емкости позволяет продлить срок службы и обеспечивает уверенный пуск мотора при температуре воздуха ниже -30°С. Тяговая батарея не подключена к цепи стартера.

В случае разрядки свинцово-кислотного аккумулятора запустить бензиновый двигатель на Prius не получится.

Подробная инструкция

Алгоритм зарядки стартерной АКБ:

Открыть крышку багажника и снять декоративную пластиковую панель.
Отвернуть гайки фиксации клемм и демонтировать газоотводную трубку.
Вынуть батарею из посадочного гнезда. Если АКБ находилась на улице при низкой температуре воздуха, то следует выдержать изделие в помещении не менее 3-4 часов, что обеспечит улучшенную зарядку.
Протереть поверхность чистой тканью, смоченной нашатырным спиртом или 10% раствором соды в воде, нейтрализующими кислоту.
Подключить внешний адаптер питания с соблюдением полярности.
Установить ток зарядки на уровне 10% от номинальной емкости или выбрать автоматический режим зарядки.
Производить зарядку до момента достижения напряжения на клеммах 14,3-14,4 В, автоматические устройства прекратят подачу питания при достижении порогового значения.
Установить батарею в посадочное гнездо и подключить клеммы, предварительно смазав штыри специальным защитным препаратом.

Производителем предусмотрена зарядка АКБ.

Подзаряжаемый гибрид. Есть нюансы

– Подзаряжаемые Plug-in гибриды оснащаются более емкими батареями, которые позволяют проехать на электротяге не несколько, а десятки километров. Как обстоят дела с их надежностью?

– Судя по тем машинам, которые к нам приезжают, вопросы есть. Например, в подзаряжаемых версиях Prius также применяется воздушное охлаждение, но его явно недостаточно. На обычном гибриде езды исключительно на электротяге немного, аккумулятор работает с передышкой (нагрелся-охладился), а в Plug-in гибридах эти режимы более продолжительные. Поэтому бывает, что батарея перегревается. Для литий-ионного аккумулятора это означает более быстрый ее выход из строя. Кстати, в Prius Prime Toyota применяет два вентилятора, плюс подогрев батареи для зимних условий.

– Еще один вопрос по Plug-in гибридам. Как правильно использовать зарядку, чтобы продлить срок службы батареи?

– Если разряжать батарею глубоко, то это ее «убивает»: такие циклы разрядки-зарядки влияют на срок ее службы. Лучше заряжать в диапазоне от 30 до 80% или 100%, это предпочтительнее. И по возможности стоит реже пользоваться мощными экспресс-зарядками, которые также снижают ресурс батареи. Впрочем, это скорее относится к электромобилям – далеко не все Plug-in гибриды имеют возможность экспресс-зарядки.

Самостоятельная замена

Для установки нового стартерного аккумулятора необходимо:

Открыть багажник и снять облицовку пола.
Отстегнуть защитную крышку положительного вывода, а затем отвернуть гайки крепления клемм на контактных штырях.
Отсоединить трубку отвода газов, снять планку и вынуть АКБ из посадочного гнезда.
Установить новый аккумулятор, подсоединить клеммы и надеть газоотводный шланг, убедившись в надежности фиксации эластичной трубки.
Убедиться в работоспособности системы старта ДВС.

Тяговая батарея крепится винтами к полу кузова, для доступа необходимо снять обшивку багажника.

Производитель не рекомендует выполнять демонтаж самостоятельно, снятие и установка должны производиться в условиях сервисного центра. После монтажа новой или восстановленной АКБ проводится компьютерная диагностика автомобиля.

Как проверить батарею Приус 20?

Точно так же, как и проверить батарею Приус 30. И лучший способ сделать это – диагностика ВВБ на специализированном СТО. Это не требует больших финансовых и временных затрат. Например, у нас это стоит 300 грн. и занимает не более полчаса. Если Вы находитесь в Киеве, то звоните и записывайтесь.

Но что делать, если при покупке машины нет возможности заехать на хороший автосервис? Тогда Вам будет полезно знать 4 способа проверить батарею Приус 20, Приус 30 и последующих моделей с никель-металлгидридной (Ni-MH) ВВБ. Вы можете сделать эти тесты самостоятельно, они не требуют диагностического оборудования. Конечно, они не точны, но убитую ВВБ вычислят наверняка.

Первый способ проверить батарею Приус – по расходу топлива

Для этого нужно знать средний расход топлива за последние пару сотен километров. Если ВВБ хорошая, то хозяин скорее всего не будет сбрасывать счётчик расхода, чтобы похвастаться его низким значением. Конечно, средний расход сильно зависит от многих факторов, но если за последние 500 км по городу он составляет 5,5 л/100км, то скорее всего ВВБ живая. Если же счетчик недавно обнулен, то переходим к следующему варианту проверить батарею Prius.

Второй способ проверить батарею Приус – по ускорению

номинальный уровень заряда на верхнем мониторе Prius-30
Прогретую машину при номинальном уровне заряда ВВБ паркуем возле участка, где можно безопасно разогнаться хотя бы до 80 км/ч, и ждём пока заглохнет ДВС. Затем начинаем медленное движение на батарее и резко жмём на газ до упора. Через секунду ДВС наберёт обороты и гибрид для разгона включит все свои ресурсы.

Если при этом Вы получите впечатляющее равномерное ускорение без дёрганий и провалов, а после разгона уровень заряда не упадёт больше, чем на одно деление, то с гибридной системой всё Ок. Если Вы продлите это удовольствие до 120 км/ч, то допускается падение заряда ВВБ на два деления. Понятно, что Вы заодно проверили и ДВС.

Третий способ проверить батарею Приус – по пробегу на ВВБ

Полностью прогрейте машину. Заряд ВВБ должен быть номинальным: два деления до полного. Разгоняемся примерно до 50 км/ч и выключаем кондиционер, печку и все другие потребители. Ждём, когда двигатель заглохнет и обнуляем одометр. Едем равномерно. Если пробег до включения ДВС составит около 2 км, то батарея не убита.

Если Приус оборудован кнопкой EV, то Вы можете ехать на электротяге прямо со старта. Но машина также должна быть прогрета. В этом случае энергия ВВБ тратиться ещё и на разгон, поэтому «электрический пробег» будет несколько меньше. Но он не должен быть ниже 1,5 км.

Четвёртый способ проверить батарею Приус – на стоянке

номинальный уровень заряда на центральном мониторе
Измеряем время простоя до разряда ВВБ. Как и в предыдущем тесте, машина должна быть полностью прогрета, уровень заряда ВВБ – номинальным, а все потребители — выключены. С момента остановки ДВС засекаем время, и, если это покупка машины, то начинаем внешний и внутренний осмотр, переговоры, торг и т.д. При живой батарее ДВС заведётся примерно через 20 минут.

Читайте также: