汽油车改装为电动汽车

电动车方案

一．改装电动车整体流程

根据需求确定目标参数—→电机等驱动组件的确定与安装—→电池等能源系统的确定与安装—→冷却系统的确定与安装—→传动系统的确定与安装—→制动系统的确定与安装—→整车电气系统的改造与布置—→加热/空调系统的确定与安装—→辅助电力系统的改造二．改装指南

1．确定需求

2．选择车型

3．选择驱动系统

4．购买和测试驱动系统

5．布局规划

6．设备移除

7．确定轴重量

8．独立设计传动部分

9．适配器板

10．电机底座

11．控制器

12．冷却系统

13．油门踏板

14．现有电力系统

15．动力转向

16．制动系统

17．车厢供暖

18．电池

19．电池充电器

20．电池箱

三．改装步骤

1．改装前准备

改装目标车辆的参数可以在经销商那里查到，我们需要做的是对改装的车辆做出整体的数据分析，首先是车的重量，按照设计将各部分重量统计下来，对比改装前后重量变化，并对此做出简单的评价，包括：车辆总重，前后重量分配比，前端重量，后端重量，左侧重量，右侧重量，左前车轮负载，右前车轮负载，左后车轮负载，右后车轮负载（负载相关计算公式需增加）。

但是仅考虑车辆重量的影响往往是不够的，我们需对改装需要各部件做出整体的数据统计分析，以便更好地做出规划。统计数据包括：车辆重量，电池重量，驱动系统重量，空气阻力系数，车辆前部面积，25℃时空气密度，重力加速度，一档减速比，二档减速比，三档减速比，四档减速比，五档减速比，电机轴转速降档临界值，电机轴转速换高档位临界值，传动箱平均效率，滚动阻力系数，车轮半径，四个轮子的转送惯量，电机最大电流，动力电池型号，电池OCV，电池SOC，

电池单体电阻，电池组最大电压，电机最大扭矩，电机最大功率，电机/逆变器平均效率，转子转动惯量。此外，我们需要关注的有：加速率，电机轴转速与时间的对应关系，电池电量与车速的对应关系，工况。

以下给出最高性能下，相关数据对比:

速度、电机转速-时间的关系如图1-1所示,

图1-1 速度、电机转速-时间

总距离、能量消耗-时间关系图如图1-2所示,

图1-2 总距离、能量消耗-时间

电池电压、SOC-时间关系如图1-3所示，

图1-3 电池电压、SOC-时间

电池功率、电流与电机轴机械功率-时间关系如图1-4所示，

图1-4 电池功率、电流和电机轴机械功率-时间电池功率与能源需求-速度的关系如图1-5所示，

图1-5 电池功率和能源需求-速度2．电机与逆变器

选择电机类型为西门子生产的三相交流异步电机，选取原因为直流电机的高电流会造成线路电压的高损耗、增加线路的重量，控制较为复杂，交流电机的性价比高于直流电机。

作为一个驾驶员车主更注重的是交流异步电机平坦的扭矩/转速变化。选用电机型号为1PV4133WS20水冷式交流异步电机，额定功率30KW，最大功率80KW，电机花键轴长度为30mm，选用霍尔效应的电机轴转速传感器，以及两个绕组温度传感器，将信息输入到控制器协调整个系统的运作，电机中心轮缘是直径为230mm的适配器板。电机使用四个M14规格螺丝安装在支架上。

电机及电机轴直观图如图2-1所示，

图2-1 电机及电机轴直观图

逆变器主要功能是将电池能量转换为交流电机可用，我们需要关注的是:转换电池电压为三相交流电压；根据转速和扭矩的即时情况所需驱动电流调整交流电压的幅度和频率；为电机提供的再生能量回收服务，讲三相交流电压转换成直流电压给电池。

逆变器也提供12V的直流电压给汽车配件，电池最大电流280A，最大电压380V，这应选用大约100KW的水冷式逆变器，效率大约94%，

水冷却可以和电机的水冷循环系统做在一起。

西门子SIMOVERT 6SV 100千瓦水冷三相集成的90A型最大的DC - DC转换器和逆变器如图2-2所示，

图2-2 逆变器部图

3．电机部分配件及组合安装

适配器板的设计必须考虑机械强度和电机轮缘的距离以及加工，利用CAD做出相关设计，手动加工，各部件及设计图如图所示:

图3-1 适配器板设计

图3-2 适配器板正反面直观图

图3-3 适配器板细节及安装直观图

由于电机传动轴过短，经常需要加上一个花键轴来与变速箱相连，

花键轴如图所示：

图3-4 花键轴正反面

图3-5 花键轴帽及安装示意图

离合器可以根据驾驶员个人的需求来选择，离合器的安装要符合以下要求：轴耦合器安装在电机轴；适配器板要安装在电机轮缘上并拧紧螺栓；飞轮要与联轴器脱离；摩擦盘要放在飞轮的中心与压盘压紧。

图3-6 离合器直观图

安装完这些配件后就可以将电机与变速箱整体连接起来了，完成驱动系统的整体安装。

图3-7 离合器与变速箱的连接

图3-8 各部分安装细节图

电线仍保持45度倾斜接入，保持与原状态相同，如图3-9所示

图3-9 最后安装完成电线接入直观图

4．电池及其管理系统

电池与充电器的选择要慎重，要根据各人的需要和愿望来选择最合适的类型，否则后期的维修与损耗会给你带来很多额外的花费。电池选取有以下基本准则：这辆车的制作目的（快速行驶或者慢速行驶）；所需的系统电压（根据马达和控制器选取）；汽车的重量限制；充电时间、费用及均衡电路硬件（由电池化学和参数计算）；维修保养。

根据各电池的性能优劣以及管理系统的繁简程度，按照自己的需要选择合适的电池组与管理系统。本文选择的是雷天（中国）生产的锂电池。