燃油車改裝成油電混合動力汽車

趙鐵領

摘 要：純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車，就是在燃油車的基礎上增加一套純電動動力驅動裝置。

關鍵詞：燃油車 改裝 油電混合動力 汽車 電控

Abstract：The conversion of pure fuel vehicles into gasoline-electric hybrid vehicles is to add a set of pure electric power drive devices on the basis of fuel vehicles.

Key words：fuel vehicle， modification， gasoline-electric hybrid， automobile， electronic control

1 項目背景

新能源汽車系列里面有油電混合動力汽車這么一塊，在這里需要強調的是汽車4S店所提到的油電混合動力汽車概念，是由汽車制造商設計并制造的油電混合動力汽車，然而我在此所提出的燃油車改裝成油電混合動力汽車的服務項目，是指把目前市場上現存在的純燃油汽車或者是后期4S店所售出的純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車。

2 產品概述

純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車簡單地說就是在燃油車的基礎上增加一套純電動動力驅動裝置，該套系統從它本身的結構和原理來看，純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車是汽車實用功能的一種拓展、是控制系統的一種創新，是驅動技術的一次大膽的革新和嘗試，純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車后，不僅使燃油車保留了原車應有的動力性能而且還增加了電驅模式下的經濟和環保性能。

3 產品結構和工作原理

3.1 純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車

純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車，就是在原有燃油車的基礎上加裝一套純電動驅動裝置，要在原有燃油車的基礎上加裝一套電驅裝置，首先要解決的問題就是如何做好純燃油汽車動力傳動系統和電驅傳動系統的相互融合。

從現有燃油車的結構來看，純燃油汽車動力傳動系統和電驅系統比較容易融合的地方有兩處，一處是汽車發動機與變速箱軟連接的位置，把這個地方加以改裝，可以實現部分手動車輛的改裝，雖說在這個位置進行改裝，成本相對比較小，但局限性比較大（該處如果從汽車設計的角度來說，比較容易實現，從車輛改裝的角度來說，實施起來局限性比較大）。第二處比較容易改裝的位置，就是汽車驅動半軸和汽車輪轂，把驅動半軸和輪轂進行改裝，就能夠實現傳統燃油汽車動力傳動系統和加裝電驅之后的動力傳動系統的完美融合。

在此，我就燃油汽車改裝成油電混合動力汽車的第二套方案（半軸改裝方案）加以介紹。

純燃油汽車改裝成油電混合動力汽車，只需在原有傳統燃油車的基礎上加裝一套電驅動裝置，這套電驅裝置共分為五個部分：

3.2 電源部分

電源部分是采用傳統的鉛酸電池，鉛酸電池比較容易和燃油車原有電源結構，進行匹配，改裝完成后，混合動力汽車上，有兩個電源結構，一組是12伏電源，一組是60伏動力電源。

3.3 控制部分

車輛經過改裝后，整體上來說，原車控制系統，基本上不需要再作調整，而是在原有的基礎上需要加裝低壓電機智能控制器、電驅車載電腦、傳感器、保險、執行器和低壓直流電機等裝置。

車輛改裝前和改裝后它們在控制部分之間的區別與聯系，由以下幾個部分組成。

3.4 點火開關和電驅開關的互鎖關系

汽車發動機點火、供油控制電路和改裝后的電驅開關控制電路形成互鎖，發動機工作模式下電驅工作模式不工作，電驅工作模式下發動機工作模式不工作。

在由電驅工作模式轉換成發動機工作模式時，發動機和電驅控制電路可以短暫的同時工作，此時，半軸上的電磁離合器會在發動機完成啟動過程并掛入檔位后，進行結合。在電磁離合器結合的同時電驅控制模式關閉，電驅動力系統退出。

在由發動機工作模式轉換為電驅模式時（車輛在中高速行駛的情況下，系統不會完成切換過程），半軸上的電磁離合器首先斷電，切斷發動機和車輪之間的聯系，隨后發動機熄火，驅動電機得電開始工作，電驅工作模式啟動，發動機工作模式退出。

3.5 油門和剎車信號電路的改裝

汽車發動機模式和電驅模式共用同一套油門和剎車信號，它們的電路關系是延時互鎖切換電路。

汽車在由電驅模式轉換成發動機模式時，首先駕駛員要把發動機開關按下，電驅開關自動跳回，油門、剎車信號由電驅工作模式切換到發動機工作模式，發動機完成啟動，變速箱掛入相應檔位后，驅動電機斷電、電磁離合器結合，在切換過程中，為了安全期間，油門踏板需要提前松開，剎車踏板不能踩下;

汽車在由發動機模式轉換成電驅模式時，駕駛員要把電驅開關按下，發動機開關自動跳回，油門、剎車信號由發動機工作模式切換到電驅工作模式，發動機熄火，半軸上的電磁離合器斷開，驅動電機通電工作（在此需要強調的是在電驅模式下，電機的轉速是在電驅模式下，由油門踏板信號直接控制的）。

3.6 智能控制系統

電驅模式下

在電驅模式下由于需要使用汽車車身電器部分，汽車點火鑰匙需要轉到ON位置（但并不啟動發動機），此時，汽車發動機上的一些信號需要及時切斷（比如車速傳感器）并輸入模擬的靜止信號，保護汽車發動機控制部分，不會受影響，以保證發動機電控單元的安全。當發動機電控模塊需要一些人為設置的信號時，我們可以人為地設置一些信號，提供給發動機。在汽車上我們常采用的信號有兩類，開關量信號和模擬信號，這些信號都是比較容易設計的，必要時還可以增加一部車載電腦，負責整車的人工模擬信號（具體要不要增加，這要視具體車輛而定）以保證發動機電控單元的安全。整體來說，電控系統的改裝，需要因車而異，來進行設置，具體設計邏輯，需要根據原車的控制邏輯來進行設置。

發動機模式下

在發動機模式下，只有油門、剎車、轉向等幾個經常切換信號的位置（油門、剎車、轉向等，下面會作介紹），需要設置一下，其它需要改動的地方不多，當然電驅控制模塊也需要一些人為設置的模擬信號，以保護電驅控制單元。

3.7 顯示儀表

顯示儀表部分，由于汽車原車儀表沒有配置電驅功能，所以在純電驅動模式下，需要額外添加一塊電驅儀表，增加的儀表可以根據駕駛員的習慣，安裝在汽車儀表臺上，以不影響駕駛員視線和看表效果為基準。

3.8 驅動部分

汽車驅動部分，該部分涉及（1）汽車驅動半軸的改裝，（2）車輪輪輞的改裝，（3）汽車后懸架的改裝。

3.9 要完成半軸的改裝

首先要把驅動半軸一分為二，在兩段半軸的結合部位，加裝一個電磁離合器，電磁離合器的作用是：在發動機模式下，電磁離合器通電結合，被切斷的半軸在電磁離合器的作用下連成一體，接通了發動機和驅動輪之間的動力傳遞，保證了發動機的動力傳遞;電驅模式下，電磁離合器是斷開的，切斷了發動機和驅動輪之間的動力聯系，以此來保護汽車發動機和變速箱在電驅模式下，不會受到影響。

3.9.1 車輪輪輞的改裝

在汽車輪輞內圈上，融焊一個內齒圈，齒圈的大小和輪輞內圈的大小完全匹配，內齒圈的作用是，接受來自驅動電機的動力，并驅動汽車行駛。

后懸架的改裝

在汽車兩個后懸架附近各加裝一個驅動電機，驅動電機上配有驅動小齒輪，驅動電機通過驅動小齒輪和輪轂內齒圈嚙合。

驅動電機總成上配有減速齒輪，單向離合器，撥叉等配件（它的結構類似于汽車起動機），在電驅模式下，驅動電機把動力傳遞給減速器，減速器把動力傳遞給單項離合器，單項離合器把動力傳遞給驅動小齒輪，驅動小齒輪再把動力傳遞給輪輞內齒圈，內齒圈聯動車輪旋轉，驅動汽車行駛。（在驅動電機和驅動車輪之間配有單向離合器的目的就是用來保護驅動電機的安全，因為在發動機模式下，電機是不轉動的）。

在此，需要強調一點，如果車輛是四驅的，則可以考慮在四個半軸上加裝電機，但是此時電機結構要單獨設計。

綜上所述，在發動機工作模式下：汽車發動機啟動后，半軸上的電磁離合器自動吸合，接通了發動機變速箱和驅動輪之間的動力聯系，發動機的動力通過驅動半軸，把動力傳遞給驅動輪，驅動汽車行駛，汽車在行駛期間，后橋上的內齒圈也會隨同后車輪一起旋轉，由于從驅動小齒輪至驅動電機之間，設有單向離合器，所以內齒圈的高速旋轉，對驅動電機不會構成任何影響，保證了驅動電機的相對安全。在純電動工作模式下：電驅系統啟動時，驅動電機驅動內齒圈旋轉，此時兩后輪變成了驅動輪，兩前輪半軸上的電磁離合器斷電，保證了電驅模式下。發動機和變速箱的相對安全。

這里需要交代的是，純電動模式下，汽車只適用于低速行駛，不可作為主要動力行駛，而且發動機和電驅這兩者的動力，不可同時使用，只能使用一個功能模式。

3.9.2 助力剎車系統和助力轉向系統

在純電動模式下，由于發動機不工作，所以剎車系統沒有真空助力剎功能，在有些車輛上也失去了液壓助力轉向功能，那么怎么樣才能解決好這一問題呢，助力剎車系統需要改成電動助力剎車系統或則是在原車上加裝真空泵，轉向助力系統可以改裝電動液壓助力轉向系統或則是電動助力轉向系統。

3.9.3 汽車空調

汽車空調制冷系統全部改成低壓電動結構，暖風系統，在電驅模式下需要加裝一個，電子暖風器，電子暖風器的設計要小巧，多維度安裝。

4 改裝成本

每輛燃油車改裝成油電混合動力汽車成本，算上配件費，工時費等一輛車改裝下來，成本可以控制在4千塊錢以內，對客戶收取費用，擬定為每輛車8千倒4萬不等。