Section 3High-Voltage BatteryOvervi

Section 3
High-Voltage Battery
Overview
The sealed nickel-metal hydride (Ni-MH) battery technology developed
for the hybrid system provides both high power density and excellent
longevity. The hybrid system controls charge and discharge rates to
keep the HV battery at a constant State of Charge (SOC).
HV Battery Layout
The HV Battery, Battery ECU
and SMR (System Main Relay)
are enclosed in a single
case located in the luggage
compartment behind
the rear seat.
Figure 3.1
T071f301c
3-1
TOYOTA Hybrid System - Course 071


Section 3
Power Cable
The power cable is a high-voltage, high-amperage cable that connects
the HV battery with the inverter and the inverter with MG1 and MG2.
In the ’04 & later Prius, the power cable also connects the inverter with
the A/C compressor.
The power cable is routed under the rear seat, through the floor panel,
along the under-the-floor reinforcement, and connects to the inverter in
the engine compartment. The 12V DC wiring harness follows a similar
route from the auxiliary battery to the front of the vehicle
The power cable is shielded to reduce electromagnetic interference.
For identification purposes, the high-voltage wiring harness and
connectors are color-coded orange to distinguish them from ordinary
low-voltage wiring.
Power Routing Cable
Figure 3.2
T071f302c
3-2
TOYOTA
Technical Training


High-Voltage Battery
HV - Nickel-Metal
The HV battery pack contains six nickel-metal hydride 1.2V cells that
Hydride Battery
are connected in series to form one module.
In the ’01-03 Prius, 38 modules are divided into two holders and
connected in series. Thus, the HV battery contains a total of 228 cells
and has a rated voltage of 273.6V.
In the ’04 and later Prius, 28 modules are connected for a rated voltage
of 201.6V. The cells are connected in two places to reduce the internal
resistance of the battery.
The electrode plates in the HV battery are made of porous nickel and
metal hydride alloy.
For battery recycling information, please refer to the Warranty Policy
NOTE
and Procedure manual.
HV Battery Pack
Information
HV Battery Pack ’04 Prius and Later ’01-‘03 Prius
Battery pack voltage 201.6V 273.6V
Number of Ni-MH battery
modules in the pack 28 38
Number of cells 168 228
Ni-MH battery module
voltage 7.2V
HV Battery
Main Components
(’04 & later Prius)
Figure 3.3
T071f303c
3-3
TOYOTA Hybrid System - Course 071


Section 3
Battery ECU
The battery ECU provides the following functions:
•
It estimates the charging/discharging amperage and outputs charge
and discharge requests to the HV ECU so that the SOC can be
constantly maintained at a center level.
•
It estimates the amount of heat generated during charging and
discharging, and adjusts the cooling fan to maintain HV battery
temperature.
•
It monitors the temperature and voltage of the battery and if a
malfunction is detected, can restrict or stop charging and
discharging to protect the HV battery.
Battery ECU
(’04 & later Prius)
Figure 3.4
T071f304p
3-4
TOYOTA
Technical Training


High-Voltage Battery
State Of Charge
The battery ECU constantly monitors HV battery temperature, voltage
(SOC)
and amperage. It also checks for leaks in the HV battery.
While the vehicle is in motion, the HV battery undergoes repetitive
charge/discharge cycles as it becomes discharged by MG2 during
acceleration, and charged by the regenerative brake during
deceleration. The Battery ECU estimates the charge/discharge
amperage and outputs charge/discharge requests to the HV ECU to
maintain the SOC at a median level.
The target SOC is 60%. When the SOC drops below the target range,
the battery ECU informs the HV ECU. The HV ECU then signals the
engine ECM to increase power to charge the HV battery. If the SOC is
below 20%, the engine is not producing power.
Delta SOC
The normal, low to high SOC deviation is 20%. If the Delta SOC
exceeds 20%, this means that the HV battery ECU cannot correct or
maintain the SOC difference within the acceptable range.
SOC
The battery ECU outputs
requests to the HV ECU so
the SOC can be maintained
at a center level.
Figure 3.5
T071f305c
3-5
TOYOTA Hybrid System - Course 071


Section 3
System Main Relay
The System Main Relay (SMR) connects and disconnects power to the
(SMR)
high-voltage circuit based on commands from the HV ECU. A total of
three relays (one for the negative side and two for the positive side) are
provided to ensure proper operation.
When the circuit is energized, SMR1 and SMR3 are turned ON. The
resistor in line with SMR1 protects the circuit from excessive initial
current (called ‘inrush’ current). Next, SMR2 is turned ON and SMR1
is turned OFF, allowing current to flow freely in the circuit.
When de-energized, SMR2 and SMR3 are turned OFF in that order
and the HV ECU verifies that the respective relays have been properly
turned OFF.
System Main Relay
(SMR)
The SMR connects and
disconnects the power source
of the high-voltage circuit. A
total of three relays (one for
the negative side and two for
the positive side) are provided
to ensure proper operation.
Figure 3.6
T072f040c
3-6
TOYOTA
Technical Training


High-Voltage Battery
Service Plug
When the service plug is removed the high-voltage circuit is shut OFF
at the intermediate position of the HV battery.
The service plug assembly contains a safety interlock reed switch.
Lifting the clip on the service plug opens the reed switch, shutting OFF
the SMR.
The main fuse for the high-voltage circuit is inside the service plug
assembly.
For safety reasons, you must always turn the vehicle OFF before
NOTE
removing the service plug.
HV Battery Cooling
The battery ECU detects battery temperature via three temperature
System
sensors in the HV battery and one intake air temperature sensor.
Based on those readings, the battery ECU adjusts the duty cycle of the
cooling fan to maintain the temperature of the HV battery within the
specified range.
The battery ECU keeps the fan OFF or running at LO if:
•
The A/C is being used to cool the vehicle.
•
Some margin is left in the temperature of the battery.
HV Battery Cooling
System
(’01-’03 Prius)
Figure 3.9
T071f309p
3-7
TOYOTA Hybrid System - Course 071


Section 3
HV Battery
Cooling System
(’04 & later Prius)
Figure 3.10
T071f310c
Auxiliary Battery
The Prius uses an Absorbed Glass Mat (AGM) 12V maintenance free
auxiliary battery. This 12V battery powers the vehicle’s electrical
system similar to a conventional vehicle. The battery is grounded to
the metal chassis of the vehicle and vented to ambient (outside) air
with a tube.
This battery is very sensitive to high-voltage. When charging the
auxiliary battery you should use the Toyota approved charger, because
a standard battery charger does not have the proper voltage control
and may damage the battery. If the approved charger is not available
you may use a trickle charger if the amperage is kept below 3.5 A.
The battery should be removed from the vehicle during charging.
However, it is safe to jump-start the Prius from either the battery or
the jump-start terminal under the hood. This will allow the vehicle’s
charging system to restore the battery to normal SOC.
If the vehicle will not be used for more than two weeks, disconnect the
12V battery to prevent it from discharging. Always make sure that all
doors are properly closed and that the interior lights are OFF, especially
overnight. These situations will quickly deplete the 12V battery.
3-8
TOYOTA
Technical Training



High-Voltage Battery
Auxiliary Battery
In glass mat batteries, the
electrolyte is trapped in
separators to reduce the
amount of hydrogen gas
released when the battery
is charged.
Glass mat batteries are
sealed and the electrolyte
cannot be replaced.
Figure 3.11
T071f311c
Auxiliary Battery
Charging
(’04 & later Prius)
There is a remote access B +
terminal in the main junction
block under the hood, so it is
no longer necessary to
remove interior trim pieces to
gain access to the battery.
Figure 3.12
T071f312p
3-9
TOYOTA Hybrid System - Course 071

Section 3
3-10
TOYOTA
Technical Training


High-Voltage Battery
WORKSHEET 3-1
Hybrid Diagnostic Trouble Codes
Vehi cle Yea r /Pr o d. D at e En gin e T r ansm i ssion
Worksheet Objectives
In this worksheet you will diagnose hybrid malfunctions by viewing DTCs, Information Codes, and the HV ECU
Data List.
Tools and Equipment
•
Vehicle
•
Diagnostic Tester
•
Printer
•
Repair Manual or TIS
Section 1: Hybrid Diagnosis
1. When starting the vehicle (READY light ON) do any warning lights illuminate? If so, which ones?
2. Connect the Diagnostic Tester to DLC3. Select
Codes All
to check all the ECUs.
3. How many systems are checked when using Codes All?
4. List the systems that show
NG
(No Good).
5. Now view the Information Codes by pressing enter on the systems that say NG, then press enter again.
Highlight the number next to
INFORMATION
and press enter.
3-11
TOYOTA Hybrid System - Course 071

Section 3
6. Use the Repair Manual or TIS to look up the DTC and Information Code in order to find what part of the
system is affected. List this information below.
7. Is there any information in the
HV ECU Data List
that can help you diagnose the vehicle? If so, print and
highlight the information.
8. After diagnosing the vehicle, clear the codes and return to the classroom.
Hint: To clear DTCs, you must exit out of CODES ALL and enter each section individually.
3-12
TOYOTA
Technical Training


T
High-Voltage Battery
H
S
OYO TA
Y B R I D
Y STE M
SELF-ASSESSMENT 3-1
Hybrid Diagnostic Codes
Na m e:
D at e:
Self-assessment Objectives
Review this sheet as you are doing the Hybrid DTC Diagnosis worksheet. Check off either category after
completing the worksheet and instructor presentation. Ask the instructor if you have questions. The
Comments
section is for you to write notes on where to find the information, questions, etc.
I have questions I know I can
Topic
Comment
Locate vehicle warning lights.
View Codes All using the Diagnostic

Kết quả (Việt) 1:

Phần 3
cao áp pin
tổng quan
phát triển công nghệ pin kín bằng kim loại niken hiđrua (Ni-MH)
cho kết hợp hệ thống cung cấp cả hai mật độ công suất cao và tuyệt vời
tuổi thọ. Hệ thống hybrid kiểm soát tỷ lệ phí và xả
giữ pin HV tại một liên tục nhà nước của phí (SOC).
HV pin bố trí
The HV pin, pin ECU
và SMR (hệ thống Main Relay)
được đính kèm trong một đơn
trường hợp nằm trong hành lý
khoang phía sau
phía sau ghế.
tìm 5.0
T071f301c
3-1
TOYOTA Hybrid System - khóa học 071


Section 3
cáp điện
cáp điện là một cao áp, cao-amperage cáp kết nối
pin HV với các biến tần và biến tần với MG1 và MG2.
trong & ' 04 sau Prius, cáp điện cũng kết nối các biến tần với
a/c nén.
cáp điện được định tuyến dưới ghế phía sau, thông qua bảng điều khiển tầng,
dọc theo tăng cường dưới sàn nhà, và kết nối với các biến tần trong
khoang động cơ. Khai thác hệ thống dây điện DC 12V sau một tương tự
tuyến đường từ pin phụ trợ để mặt trước của xe
cáp điện bảo vệ để giảm nhiễu điện từ.
cho mục đích xác định, khai thác hệ thống dây điện cao áp và
kết nối là ghép cam để phân biệt chúng từ bình thường
hạ thế hệ thống dây điện.
định tuyến cáp điện
tìm 5.1
T071f302c
3-2
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật


cao áp pin
HV - Nickel-Metal
The HV pin gói chứa kim loại sáu niken hiđrua 1.2V tế bào mà
hiđrua pin
được kết nối trong loạt để tạo thành một mô-đun.
trong Prius ' 01-03, 38 các mô-đun được chia thành hai chủ sở hữu và
kết nối trong loạt. Do đó, pin HV có tổng cộng của các tế bào 228
và có một điện áp xếp của 273.6V.
trong ' 04 và sau đó Prius, 28 mô-đun được kết nối cho một điện áp xếp
của 201.6V. Các tế bào được kết nối hai vị trí để giảm các nội bộ
sức đề kháng của pin.
tấm điện cực HV pin được làm bằng xốp niken và
kim loại hợp kim hiđrua.
cho pin tái chế thông tin, xin vui lòng tham khảo chính sách bảo hành
lưu ý
và thủ tục hướng dẫn sử dụng.
HV Battery Pack
thông tin
HV Battery Pack ' 04 Prius và sau đó ' 01-'03 Prius
điện áp gói pin 201.6V 273.6V
số Ni-MH pin
mô-đun trong gói 28 38
số lượng tế bào 168 228
mô-đun pin Ni-MH
điện áp 7.2V
HV pin
thành phần chính
('04 & sau Prius)
Con số 5.3
T071f303c
3-3
TOYOTA Hybrid System - khóa học 071


Section 3
pin ECU
pin ECU cung cấp các chức năng sau đây:
•
nó ước tính amperage sạc/xử lý và kết quả đầu ra phí
và xả các yêu cầu để HV ECU nỗi SOC có thể
liên tục duy trì ở một mức độ trung tâm.
•
nó đoán lượng nhiệt được tạo ra trong sạc và
xả, và điều chỉnh quạt làm mát để duy trì HV pin
nhiệt độ.
•
nó kiểm soát nhiệt độ và điện áp của pin và nếu một
trục trặc được phát hiện, có thể hạn chế hoặc ngừng tính phí và
xử lý để bảo vệ pin HV.
pin ECU
('04 & later Prius)
tìm 5.5
T071f304p
3-4
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật


cao áp pin
bang phí
Pin ECU liên tục theo dõi HV pin nhiệt độ, điện áp
(SOC)
và amperage. Nó cũng kiểm tra cho rò rỉ trong pin HV.
trong khi chiếc xe đang di chuyển, pin HV trải qua lặp đi lặp lại
phí/xả chu kỳ như nó trở thành thải ra bởi MG2 trong
gia tốc, và bị phanh tái tạo trong
giảm tốc độ. ECU pin ước tính phí/xả
amperage và đầu ra phí/xả các yêu cầu để ECU HV để
duy trì SOC tại một mức trung bình.
mục tiêu SOC là 60%. Khi SOC giảm xuống dưới phạm vi mục tiêu,
pin ECU thông báo cho HV ECU. HV ECU sau đó tín hiệu các
động cơ ECM để tăng sức mạnh để sạc pin HV. Nếu SOC là
dưới 20%, động cơ không sản xuất điện
Delta SOC
bình thường, thấp đến cao SOC độ lệch là 20%. Nếu Delta SOC
vượt quá 20%, điều này có nghĩa rằng pin HV ECU không thể khắc phục hoặc
duy trì sự khác biệt SOC trong vòng phạm vi chấp nhận được.
SOC
kết quả đầu ra pin ECU
yêu cầu để HV ECU vì vậy
SOC có thể được duy trì
tại một trung tâm cấp.
tìm 5.7
T071f305c
3-5
TOYOTA Hybrid System - khóa học 071


Section 3
hệ thống Main Relay
Chuyển tiếp chính hệ thống (SMR) kết nối và ngắt kết nối sức mạnh để các
(SMR)
mạch cao áp dựa trên lệnh từ HV ECU. Tổng cộng
rơ le ba (một cho mặt tiêu cực) và hai phía tích cực
cung cấp để đảm bảo hoạt động thích hợp.
khi các mạch tràn đầy sinh lực, SMR1 và SMR3 được bật ON. Các
điện trở phù hợp với SMR1 bảo vệ mạch từ Ban đầu quá nhiều
hiện tại (được gọi là 'inrush' hiện nay). Tiếp theo, SMR2 được bật ON và SMR1
bị tắt, cho phép hiện tại để dòng chảy tự do trong mạch.
khi de-tràn đầy sinh lực, SMR2 và SMR3 bị tắt theo thứ tự đó
và HV ECU xác minh rằng các chuyển tiếp tương ứng đã đúng
quay đầu
hệ thống Main Relay
(SMR)
The SMR kết nối và
ngắt kết nối nguồn năng lượng
của mạch cao áp. A
Tất cả của ba rơ le (một cho
mặt tiêu cực và hai cho
mặt tích cực) được cung cấp
để đảm bảo hoạt động thích hợp.
tìm 5.8
T072f040c
3-6
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật


cao áp pin
dịch vụ cắm
khi dịch vụ cắm loại bỏ các mạch cao áp đóng OFF
tại vị trí trung gian của pin HV.
lắp ráp cắm dịch vụ có một chuyển đổi reed an toàn lắp.
Nâng clip trên dịch vụ cắm mở công tắc reed, tắt OFF
SMR.
các cầu chì chính đối với vi mạch cao áp là bên trong dịch vụ cắm
hội.
vì lý do an toàn, bạn luôn luôn phải bật xe ra trước
lưu ý
loại bỏ dịch vụ cắm.
HV pin làm mát
pin ECU phát hiện nhiệt độ pin qua ba nhiệt độ
hệ thống
bộ cảm biến trong pin HV và một lượng máy nhiệt độ cảm biến.
dựa trên những bài đọc, pin ECU điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của các
quạt làm mát để duy trì nhiệt độ của pin HV trong các
xác định phạm vi.
pin ECU giữ các fan hâm mộ tắt hoặc chạy ở LO nếu:
•
The a/c đang được sử dụng để làm mát xe.
•
lề một số còn lại trong nhiệt độ của pin.
HV pin làm mát
hệ thống
('01-'03 Prius)
tìm 6.2
T071f309p
3-7
TOYOTA Hybrid System - khóa học 071


Section 3
HV pin
làm mát hệ thống
('04 & sau đó Prius)
tìm 3.10
T071f310c
phụ pin
The Prius sử dụng một hấp thụ kính Mat (AGM) 12V bảo trì miễn phí
pin phụ trợ. Quyền hạn pin 12V này xe của điện
hệ thống tương tự như một chiếc xe thông thường. Pin là căn cứ để
kim loại khung gầm của xe và hơi để môi trường xung quanh (bên ngoài) máy
với một ống.
pin này là rất nhạy cảm với cao áp. Khi sạc các
phụ pin bạn nên sử dụng Toyota chấp thuận bộ sạc, vì
một bộ sạc pin tiêu chuẩn không có điều khiển thích hợp điện áp
và có thể làm hư pin. Nếu bộ sạc đã được phê duyệt là không có sẵn
bạn có thể sử dụng một bộ sạc tia nước nếu amperage được giữ dưới 3,5 A.
pin cần được loại bỏ từ xe trong thời gian sạc.
Tuy nhiên, nó là an toàn để nhảy-bắt đầu Prius từ pin một trong hai hoặc
terminal ăn dưới mui xe. Điều này sẽ cho phép của xe
sạc hệ thống để khôi phục lại pin để bình thường SOC.
nếu xe sẽ không được sử dụng cho hơn hai tuần, ngắt kết nối các
12V pin để ngăn không cho nó xử lý. Luôn chắc chắn rằng tất cả
cửa được đóng cửa đúng cách và đèn nội thất được OFF, đặc biệt là
qua đêm. Các tình huống này sẽ làm suy giảm nhanh chóng pin 12V.
3-8
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật



cao áp pin
phụ pin
trong thủy tinh mat pin, các
điện bị mắc kẹt trong
tách để giảm các
số lượng khí hidro
phát hành khi pin
trả.
kính mat pin
kín và chất điện phân
không thể được thay thế.
tìm 3,11
T071f311c
phụ pin
sạc
('04 & sau đó Prius)
có là một truy cập từ xa B
thiết bị đầu cuối trong giao lộ chính
khối dưới mui xe, do đó, nó là
không còn cần thiết để
nội thất phần cắt để loại bỏ
được truy cập vào pin.
tìm 3.12
T071f312p
3-9
Hệ thống Hybrid TOYOTA - khóa học 071

Section 3
3-10
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật


cao áp pin
bảng 3-1
Hybrid chẩn đoán vấn đề mã
Vehi cle có r /Pr o mất D tại e En gin e T r ansm tôi ssion
bảng mục tiêu
trong bảng tính này bạn sẽ chẩn đoán lai ống bằng cách xem DTCs, thông tin mã và HV ECU
dữ liệu danh sách.
công cụ và thiết bị
•
xe
•
chẩn đoán Tester
•
Máy in
•
sửa chữa hướng dẫn sử dụng hoặc TIS
phần 1: Hybrid chẩn đoán
1. Khi bắt đầu xe (sẵn sàng ánh sáng ngày) làm bất kỳ cảnh báo đèn chiếu sáng? Nếu như vậy, mà những người?
2. Kết nối thử chẩn đoán để DLC3. Chọn
mã tất cả
để kiểm tra tất cả các Âucũng.
3. Làm thế nào nhiều hệ thống kiểm tra khi sử dụng mã tất cả?
4. Danh sách các hệ thống hiển thị
NG
(No Good).
5. Bây giờ xem các mã thông tin bằng cách nhấn nhập vào hệ thống nói NG, sau đó nhấn enter lại.
làm nổi bật một số bên cạnh
thông tin
và nhấn enter.
3-11
TOYOTA Hybrid System - khóa học 071

Section 3
6. Sử dụng hướng dẫn sử dụng sửa chữa hoặc t để tìm kiếm DTC và thông tin mã để tìm biết phần nào trong các
hệ thống bị ảnh hưởng. Danh sách thông tin này dưới đây.
7. Là có bất kỳ thông tin nào trong các
HV ECU dữ liệu danh
có thể giúp bạn chẩn đoán xe? Nếu vậy, in và
làm nổi bật thông tin.
8. Sau khi chẩn đoán xe, rõ ràng các mã số và quay trở lại lớp học.
gợi ý: để rõ ràng DTCs, bạn phải thoát ra khỏi tất cả mã và vào mỗi phần riêng.
3-12
TOYOTA
đào tạo kỹ thuật


T
cao áp pin
H
S
OYO TA
Y B R I D
Y STE M
Tự đánh giá 3-1
Hybrid chẩn đoán mã
Na m e:
D tại e:
tự đánh giá mục tiêu
xem lại tờ này như bạn đang làm bảng Hybrid DTC chẩn đoán. Kiểm tra ra một trong hai thể loại sau khi
hoàn thành trình bày bảng và hướng dẫn. Yêu cầu người hướng dẫn nếu bạn có câu hỏi. Các
ý kiến
phần là dành cho bạn để viết ghi chú về nơi để tìm các thông tin, câu hỏi, vv.
Tôi có câu hỏi tôi biết tôi có thể
chủ đề
bình luận
xác định vị trí xe cảnh báo đèn.
xem mã tất cả bằng cách sử dụng chẩn đoán