燃油車改裝成油電混合動(dòng)力汽車

趙鐵領(lǐng)

摘 要：純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車，就是在燃油車的基礎(chǔ)上增加一套純電動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。

關(guān)鍵詞：燃油車 改裝 油電混合動(dòng)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(xiàng)目背景

新能源汽車系列里面有油電混合動(dòng)力汽車這么一塊，在這里需要強(qiáng)調(diào)的是汽車4S店所提到的油電混合動(dòng)力汽車概念，是由汽車制造商設(shè)計(jì)并制造的油電混合動(dòng)力汽車，然而我在此所提出的燃油車改裝成油電混合動(dòng)力汽車的服務(wù)項(xiàng)目，是指把目前市場(chǎng)上現(xiàn)存在的純?nèi)加推嚮蛘呤呛笃?S店所售出的純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車。

2 產(chǎn)品概述

純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車簡(jiǎn)單地說(shuō)就是在燃油車的基礎(chǔ)上增加一套純電動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，該套系統(tǒng)從它本身的結(jié)構(gòu)和原理來(lái)看，純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車是汽車實(shí)用功能的一種拓展、是控制系統(tǒng)的一種創(chuàng)新，是驅(qū)動(dòng)技術(shù)的一次大膽的革新和嘗試，純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車后，不僅使燃油車保留了原車應(yīng)有的動(dòng)力性能而且還增加了電驅(qū)模式下的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性能。

3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理

3.1 純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車

純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車，就是在原有燃油車的基礎(chǔ)上加裝一套純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，要在原有燃油車的基礎(chǔ)上加裝一套電驅(qū)裝置，首先要解決的問題就是如何做好純?nèi)加推噭?dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)的相互融合。

從現(xiàn)有燃油車的結(jié)構(gòu)來(lái)看，純?nèi)加推噭?dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電驅(qū)系統(tǒng)比較容易融合的地方有兩處，一處是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱軟連接的位置，把這個(gè)地方加以改裝，可以實(shí)現(xiàn)部分手動(dòng)車輛的改裝，雖說(shuō)在這個(gè)位置進(jìn)行改裝，成本相對(duì)比較小，但局限性比較大（該處如果從汽車設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，比較容易實(shí)現(xiàn)，從車輛改裝的角度來(lái)說(shuō)，實(shí)施起來(lái)局限性比較大）。第二處比較容易改裝的位置，就是汽車驅(qū)動(dòng)半軸和汽車輪轂，把驅(qū)動(dòng)半軸和輪轂進(jìn)行改裝，就能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)燃油汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和加裝電驅(qū)之后的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的完美融合。

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

純?nèi)加推嚫难b成油電混合動(dòng)力汽車，只需在原有傳統(tǒng)燃油車的基礎(chǔ)上加裝一套電驅(qū)動(dòng)裝置，這套電驅(qū)裝置共分為五個(gè)部分：

3.2 電源部分

電源部分是采用傳統(tǒng)的鉛酸電池，鉛酸電池比較容易和燃油車原有電源結(jié)構(gòu)，進(jìn)行匹配，改裝完成后，混合動(dòng)力汽車上，有兩個(gè)電源結(jié)構(gòu)，一組是12伏電源，一組是60伏動(dòng)力電源。

3.3 控制部分

車輛經(jīng)過改裝后，整體上來(lái)說(shuō)，原車控制系統(tǒng)，基本上不需要再作調(diào)整，而是在原有的基礎(chǔ)上需要加裝低壓電機(jī)智能控制器、電驅(qū)車載電腦、傳感器、保險(xiǎn)、執(zhí)行器和低壓直流電機(jī)等裝置。

車輛改裝前和改裝后它們?cè)诳刂撇糠种g的區(qū)別與聯(lián)系，由以下幾個(gè)部分組成。

3.4 點(diǎn)火開關(guān)和電驅(qū)開關(guān)的互鎖關(guān)系

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、供油控制電路和改裝后的電驅(qū)開關(guān)控制電路形成互鎖，發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式下電驅(qū)工作模式不工作，電驅(qū)工作模式下發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式不工作。

在由電驅(qū)工作模式轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電驅(qū)控制電路可以短暫的同時(shí)工作，此時(shí)，半軸上的電磁離合器會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)過程并掛入檔位后，進(jìn)行結(jié)合。在電磁離合器結(jié)合的同時(shí)電驅(qū)控制模式關(guān)閉，電驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)退出。

在由發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式轉(zhuǎn)換為電驅(qū)模式時(shí)（車輛在中高速行駛的情況下，系統(tǒng)不會(huì)完成切換過程），半軸上的電磁離合器首先斷電，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間的聯(lián)系，隨后發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電開始工作，電驅(qū)工作模式啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式退出。

3.5 油門和剎車信號(hào)電路的改裝

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模式和電驅(qū)模式共用同一套油門和剎車信號(hào)，它們的電路關(guān)系是延時(shí)互鎖切換電路。

汽車在由電驅(qū)模式轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)模式時(shí)，首先駕駛員要把發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)按下，電驅(qū)開關(guān)自動(dòng)跳回，油門、剎車信號(hào)由電驅(qū)工作模式切換到發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式，發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)，變速箱掛入相應(yīng)檔位后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電、電磁離合器結(jié)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(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換成電驅(qū)模式時(shí)，駕駛員要把電驅(qū)開關(guān)按下，發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)自動(dòng)跳回，油門、剎車信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式切換到電驅(qū)工作模式，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，半軸上的電磁離合器斷開，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電工作（在此需要強(qiáng)調(diào)的是在電驅(qū)模式下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是在電驅(qū)模式下，由油門踏板信號(hào)直接控制的）。

3.6 智能控制系統(tǒng)

電驅(qū)模式下

在電驅(qū)模式下由于需要使用汽車車身電器部分，汽車點(diǎn)火鑰匙需要轉(zhuǎn)到ON位置（但并不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)），此時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的一些信號(hào)需要及時(shí)切斷（比如車速傳感器）并輸入模擬的靜止信號(hào)，保護(hù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制部分，不會(huì)受影響，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的安全。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電控模塊需要一些人為設(shè)置的信號(hào)時(shí)，我們可以人為地設(shè)置一些信號(hào)，提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。在汽車上我們常采用的信號(hào)有兩類，開關(guān)量信號(hào)和模擬信號(hào)，這些信號(hào)都是比較容易設(shè)計(jì)的，必要時(shí)還可以增加一部車載電腦，負(fù)責(zé)整車的人工模擬信號(hào)（具體要不要增加，這要視具體車輛而定）以保證發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的安全。整體來(lái)說(shuō)，電控系統(tǒng)的改裝，需要因車而異，來(lái)進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)計(jì)邏輯，需要根據(jù)原車的控制邏輯來(lái)進(jìn)行設(shè)置。

發(fā)動(dòng)機(jī)模式下

在發(fā)動(dòng)機(jī)模式下，只有油門、剎車、轉(zhuǎn)向等幾個(gè)經(jīng)常切換信號(hào)的位置（油門、剎車、轉(zhuǎn)向等，下面會(huì)作介紹），需要設(shè)置一下，其它需要改動(dòng)的地方不多，當(dāng)然電驅(qū)控制模塊也需要一些人為設(shè)置的模擬信號(hào)，以保護(hù)電驅(qū)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(qū)功能，所以在純電驅(qū)動(dòng)模式下，需要額外添加一塊電驅(qū)儀表，增加的儀表可以根據(jù)駕駛員的習(xí)慣，安裝在汽車儀表臺(tái)上，以不影響駕駛員視線和看表效果為基準(zhǔn)。

3.8 驅(qū)動(dòng)部分

汽車驅(qū)動(dòng)部分，該部分涉及（1）汽車驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)半軸一分為二，在兩段半軸的結(jié)合部位，加裝一個(gè)電磁離合器，電磁離合器的作用是：在發(fā)動(dòng)機(jī)模式下，電磁離合器通電結(jié)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(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞;電驅(qū)模式下，電磁離合器是斷開的，切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力聯(lián)系，以此來(lái)保護(hù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱在電驅(qū)模式下，不會(huì)受到影響。

3.9.1 車輪輪輞的改裝

在汽車輪輞內(nèi)圈上，融焊一個(gè)內(nèi)齒圈，齒圈的大小和輪輞內(nèi)圈的大小完全匹配，內(nèi)齒圈的作用是，接受來(lái)自驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)汽車行駛。

后懸架的改裝

在汽車兩個(gè)后懸架附近各加裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上配有驅(qū)動(dòng)小齒輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)小齒輪和輪轂內(nèi)齒圈嚙合。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成上配有減速齒輪，單向離合器，撥叉等配件（它的結(jié)構(gòu)類似于汽車起動(dòng)機(jī)），在電驅(qū)模式下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)把動(dòng)力傳遞給減速器，減速器把動(dòng)力傳遞給單項(xiàng)離合器，單項(xiàng)離合器把動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)小齒輪，驅(qū)動(dòng)小齒輪再把動(dòng)力傳遞給輪輞內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈聯(lián)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。（在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)車輪之間配有單向離合器的目的就是用來(lái)保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安全，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)模式下，電機(jī)是不轉(zhuǎn)動(dòng)的）。

在此，需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，如果車輛是四驅(qū)的，則可以考慮在四個(gè)半軸上加裝電機(jī)，但是此時(shí)電機(jī)結(jié)構(gòu)要單獨(dú)設(shè)計(jì)。

綜上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式下：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，半軸上的電磁離合器自動(dòng)吸合，接通了發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力聯(lián)系，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過驅(qū)動(dòng)半軸，把動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，汽車在行駛期間，后橋上的內(nèi)齒圈也會(huì)隨同后車輪一起旋轉(zhuǎn)，由于從驅(qū)動(dòng)小齒輪至驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間，設(shè)有單向離合器，所以內(nèi)齒圈的高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)不會(huì)構(gòu)成任何影響，保證了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的相對(duì)安全。在純電動(dòng)工作模式下：電驅(qū)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，此時(shí)兩后輪變成了驅(qū)動(dòng)輪，兩前輪半軸上的電磁離合器斷電，保證了電驅(qū)模式下。發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的相對(duì)安全。

這里需要交代的是，純電動(dòng)模式下，汽車只適用于低速行駛，不可作為主要?jiǎng)恿π旭?，而且發(fā)動(dòng)機(jī)和電驅(qū)這兩者的動(dòng)力，不可同時(shí)使用，只能使用一個(gè)功能模式。

3.9.2 助力剎車系統(tǒng)和助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

在純電動(dòng)模式下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，所以剎車系統(tǒng)沒有真空助力剎功能，在有些車輛上也失去了液壓助力轉(zhuǎn)向功能，那么怎么樣才能解決好這一問題呢，助力剎車系統(tǒng)需要改成電動(dòng)助力剎車系統(tǒng)或則是在原車上加裝真空泵，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)可以改裝電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或則是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

3.9.3 汽車空調(diào)

汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)全部改成低壓電動(dòng)結(jié)構(gòu)，暖風(fēng)系統(tǒng)，在電驅(qū)模式下需要加裝一個(gè)，電子暖風(fēng)器，電子暖風(fēng)器的設(shè)計(jì)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(dòng)力汽車成本，算上配件費(fèi)，工時(shí)費(fèi)等一輛車改裝下來(lái)，成本可以控制在4千塊錢以內(nèi)，對(duì)客戶收取費(fèi)用，擬定為每輛車8千倒4萬(wàn)不等。