燃油车改装成油电混合动力汽车

赵铁领

摘 要：纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车，就是在燃油车的基础上增加一套纯电动动力驱动装置。

关键词：燃油车 改装 油电混合动力 汽车 电控

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

新能源汽车系列里面有油电混合动力汽车这么一块，在这里需要强调的是汽车4S店所提到的油电混合动力汽车概念，是由汽车制造商设计并制造的油电混合动力汽车，然而我在此所提出的燃油车改装成油电混合动力汽车的服务项目，是指把目前市场上现存在的纯燃油汽车或者是后期4S店所售出的纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车。

2 产品概述

纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车简单地说就是在燃油车的基础上增加一套纯电动动力驱动装置，该套系统从它本身的结构和原理来看，纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车是汽车实用功能的一种拓展、是控制系统的一种创新，是驱动技术的一次大胆的革新和尝试，纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车后，不仅使燃油车保留了原车应有的动力性能而且还增加了电驱模式下的经济和环保性能。

3 产品结构和工作原理

3.1 纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车

纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车，就是在原有燃油车的基础上加装一套纯电动驱动装置，要在原有燃油车的基础上加装一套电驱装置，首先要解决的问题就是如何做好纯燃油汽车动力传动系统和电驱传动系统的相互融合。

从现有燃油车的结构来看，纯燃油汽车动力传动系统和电驱系统比较容易融合的地方有两处，一处是汽车发动机与变速箱软连接的位置，把这个地方加以改装，可以实现部分手动车辆的改装，虽说在这个位置进行改装，成本相对比较小，但局限性比较大（该处如果从汽车设计的角度来说，比较容易实现，从车辆改装的角度来说，实施起来局限性比较大）。第二处比较容易改装的位置，就是汽车驱动半轴和汽车轮毂，把驱动半轴和轮毂进行改装，就能够实现传统燃油汽车动力传动系统和加装电驱之后的动力传动系统的完美融合。

在此，我就燃油汽车改装成油电混合动力汽车的第二套方案（半轴改装方案）加以介绍。

纯燃油汽车改装成油电混合动力汽车，只需在原有传统燃油车的基础上加装一套电驱动装置，这套电驱装置共分为五个部分：

3.2 电源部分

电源部分是采用传统的铅酸电池，铅酸电池比较容易和燃油车原有电源结构，进行匹配，改装完成后，混合动力汽车上，有两个电源结构，一组是12伏电源，一组是60伏动力电源。

3.3 控制部分

车辆经过改装后，整体上来说，原车控制系统，基本上不需要再作调整，而是在原有的基础上需要加装低压电机智能控制器、电驱车载电脑、传感器、保险、执行器和低压直流电机等装置。

车辆改装前和改装后它们在控制部分之间的区别与联系，由以下几个部分组成。

3.4 点火开关和电驱开关的互锁关系

汽车发动机点火、供油控制电路和改装后的电驱开关控制电路形成互锁，发动机工作模式下电驱工作模式不工作，电驱工作模式下发动机工作模式不工作。

在由电驱工作模式转换成发动机工作模式时，发动机和电驱控制电路可以短暂的同时工作，此时，半轴上的电磁离合器会在发动机完成启动过程并挂入档位后，进行结合。在电磁离合器结合的同时电驱控制模式关闭，电驱动力系统退出。

在由发动机工作模式转换为电驱模式时（车辆在中高速行驶的情况下，系统不会完成切换过程），半轴上的电磁离合器首先断电，切断发动机和车轮之间的联系，随后发动机熄火，驱动电机得电开始工作，电驱工作模式启动，发动机工作模式退出。

3.5 油门和刹车信号电路的改装

汽车发动机模式和电驱模式共用同一套油门和刹车信号，它们的电路关系是延时互锁切换电路。

汽车在由电驱模式转换成发动机模式时，首先驾驶员要把发动机开关按下，电驱开关自动跳回，油门、刹车信号由电驱工作模式切换到发动机工作模式，发动机完成启动，变速箱挂入相应档位后，驱动电机断电、电磁离合器结合，在切换过程中，为了安全期间，油门踏板需要提前松开，刹车踏板不能踩下;

汽车在由发动机模式转换成电驱模式时，驾驶员要把电驱开关按下，发动机开关自动跳回，油门、刹车信号由发动机工作模式切换到电驱工作模式，发动机熄火，半轴上的电磁离合器断开，驱动电机通电工作（在此需要强调的是在电驱模式下，电机的转速是在电驱模式下，由油门踏板信号直接控制的）。

3.6 智能控制系统

电驱模式下

在电驱模式下由于需要使用汽车车身电器部分，汽车点火钥匙需要转到ON位置（但并不启动发动机），此时，汽车发动机上的一些信号需要及时切断（比如车速传感器）并输入模拟的静止信号，保护汽车发动机控制部分，不会受影响，以保证发动机电控单元的安全。当发动机电控模块需要一些人为设置的信号时，我们可以人为地设置一些信号，提供给发动机。在汽车上我们常采用的信号有两类，开关量信号和模拟信号，这些信号都是比较容易设计的，必要时还可以增加一部车载电脑，负责整车的人工模拟信号（具体要不要增加，这要视具体车辆而定）以保证发动机电控单元的安全。整体来说，电控系统的改装，需要因车而异，来进行设置，具体设计逻辑，需要根据原车的控制逻辑来进行设置。

发动机模式下

在发动机模式下，只有油门、刹车、转向等几个经常切换信号的位置（油门、刹车、转向等，下面会作介绍），需要设置一下，其它需要改动的地方不多，当然电驱控制模块也需要一些人为设置的模拟信号，以保护电驱控制单元。

3.7 显示仪表

显示仪表部分，由于汽车原车仪表没有配置电驱功能，所以在纯电驱动模式下，需要额外添加一块电驱仪表，增加的儀表可以根据驾驶员的习惯，安装在汽车仪表台上，以不影响驾驶员视线和看表效果为基准。

3.8 驱动部分

汽车驱动部分，该部分涉及（1）汽车驱动半轴的改装，（2）车轮轮辋的改装，（3）汽车后悬架的改装。

3.9 要完成半轴的改装

首先要把驱动半轴一分为二，在两段半轴的结合部位，加装一个电磁离合器，电磁离合器的作用是：在发动机模式下，电磁离合器通电结合，被切断的半轴在电磁离合器的作用下连成一体，接通了发动机和驱动轮之间的动力传递，保证了发动机的动力传递;电驱模式下，电磁离合器是断开的，切断了发动机和驱动轮之间的动力联系，以此来保护汽车发动机和变速箱在电驱模式下，不会受到影响。

3.9.1 车轮轮辋的改装

在汽车轮辋内圈上，融焊一个内齿圈，齿圈的大小和轮辋内圈的大小完全匹配，内齿圈的作用是，接受来自驱动电机的动力，并驱动汽车行驶。

后悬架的改装

在汽车两个后悬架附近各加装一个驱动电机，驱动电机上配有驱动小齿轮，驱动电机通过驱动小齿轮和轮毂内齿圈啮合。

驱动电机总成上配有减速齿轮，单向离合器，拨叉等配件（它的结构类似于汽车起动机），在电驱模式下，驱动电机把动力传递给减速器，减速器把动力传递给单项离合器，单项离合器把动力传递给驱动小齿轮，驱动小齿轮再把动力传递给轮辋内齿圈，内齿圈联动车轮旋转，驱动汽车行驶。（在驱动电机和驱动车轮之间配有单向离合器的目的就是用来保护驱动电机的安全，因为在发动机模式下，电机是不转动的）。

在此，需要强调一点，如果车辆是四驱的，则可以考虑在四个半轴上加装电机，但是此时电机结构要单独设计。

综上所述，在发动机工作模式下：汽车发动机启动后，半轴上的电磁离合器自动吸合，接通了发动机变速箱和驱动轮之间的动力联系，发动机的动力通过驱动半轴，把动力传递给驱动轮，驱动汽车行驶，汽车在行驶期间，后桥上的内齿圈也会随同后车轮一起旋转，由于从驱动小齿轮至驱动电机之间，设有单向离合器，所以内齿圈的高速旋转，对驱动电机不会构成任何影响，保证了驱动电机的相对安全。在纯电动工作模式下：电驱系统启动时，驱动电机驱动内齿圈旋转，此时两后轮变成了驱动轮，两前轮半轴上的电磁离合器断电，保证了电驱模式下。发动机和变速箱的相对安全。

这里需要交代的是，纯电动模式下，汽车只适用于低速行驶，不可作为主要动力行驶，而且发动机和电驱这两者的动力，不可同时使用，只能使用一个功能模式。

3.9.2 助力刹车系统和助力转向系统

在纯电动模式下，由于发动机不工作，所以刹车系统没有真空助力刹功能，在有些车辆上也失去了液压助力转向功能，那么怎么样才能解决好这一问题呢，助力刹车系统需要改成电动助力刹车系统或则是在原车上加装真空泵，转向助力系统可以改装电动液压助力转向系统或则是电动助力转向系统。

3.9.3 汽车空调

汽车空调制冷系统全部改成低压电动结构，暖风系统，在电驱模式下需要加装一个，电子暖风器，电子暖风器的设计要小巧，多维度安装。

4 改装成本

每辆燃油车改装成油电混合动力汽车成本，算上配件费，工时费等一辆车改装下来，成本可以控制在4千块钱以内，对客户收取费用，拟定为每辆车8千倒4万不等。