浅谈基于电动汽车技术的汽车电动化改装
    
简单地说，进行汽车电动化改装的核心就是电动机、电源控制器和再充电电池的选配。为了更好地理解电动车的工作原理和改装技术，下文以一辆电动化改装车为例进行说明。
一、电动汽车的分类及工作原理
根据电源的不同，电动汽车系统可分为直流和交流两种类型。
1．直流型
直流型电动汽车系统，简单来说就是直流控制器与电池和直流电机相连，如图1所示。当驾驶人全部踩下加速踏板时，控制器输出96V直流电源给电机；如果松开加速踏板，控制器不输出电源。为了保证0~96V电压的线性输出，控制器输出电压脉冲，提供平均为0~96V间任一数值的电压输出。其中，加速踏板连接一组电位计(可变电阻)，根据不同的油门位置，向控制器输出不同的电压信号，类似于传统的节气门位置传感器。


 而直流控制器就好像一个大的开关，与加速踏板相连。当踩下加速踏板时“开关”打开，当收回加速踏板时，“开关”关闭。但显而易见的是，由驾驶员频繁快速地加减油门而产生脉冲电压是不可能的。控制器则履行了这样的功能，根据获得的电位计的信号(油门信号)对输出电压进行控制。
比如，当驾驶员将加速踏板踩下一半时，控制器快速地开闭供给电机的电源，输出占空比为50％的脉冲电压。如果加速踏板踩下1/4，控制器输出占空比为25％(高电位)的电压脉冲。因为脉冲的输出会导致机体以同样的频率进行振动，这样会产生很大的噪音，所以大多数的控制器调制的脉冲超过15kHz，这样将超出人耳的听觉范围，大大降低了电机运转噪音。
2．交流型
交流型电动汽车系统也很简单，即交流控制器连接交流电机，如图2所示。交流控制器通过6组功率管，将300V直流转变为240V三相交流电，给电机供电。同时控制器还有辅助的充电的功能，为12V直流蓄电池(给附件供电)充电。交流控制器的工作方法比较复杂，但基本原理和直流类似，除了对直流的电池电压进行脉冲调制外，还需要进行极性的变换。其中每一相都需要一组晶体管完成脉冲调制，一组完成极性的转换，因此在一个控制器中共需要6组晶体管完成三相正弦交流电的输出。二、电机和电池
1.直流电机和交流电机
直流电机一般比较简单和便宜。现应用的直流电机功率一般为20~30kW。所对应的控制器则选用40~60kW(96V的控制器最大需输出400~600A的电流)。直流电机有着非常好的特性，它能保证短时的超负荷输出。比如一个20kW的电机短时能接受100kW的输入，并输出超过额定5倍的功率。这样保证了车辆很好的加速性。但这样也会使电机内部快速发热，长时间地超负荷行驶会导致电机的早期损坏。交流电机可以使用市场上普遍运用的三相交流电机，在外形和参数的匹配上更容易。而且当车辆制动时，电机可以像发电机一样进行反向充电，向电池提供能量。
2.电池技术
电池是整个电动车中最重要的一个元件。质量大、体积大、容量低、充电时间长、寿命低、价格高等是当前铅酸电池存在的主要问题。改装的铅酸电池组最多存储12~15kWh的能量，最多一次续航里程90km。根据电池本身质量和充电技术，充满电的时间一般需要4~10h。使用寿命一般为3~4年。
在改装时可以将铅酸电池换成镍氢电池。这样可大大提高车辆的行驶里程和电
池使用寿命。但镍氢电池的市场价格是普通铅酸电池的10~15倍。随着电池技术的不断发展，镍氢电池、锂电池必将取代普通铅酸电池，极大地促进电动车的发展。
在电池发展领域中还有另外一种新的技术叫“燃料电池”，这种电池通过纯氢的能量转换为电池充电。这种电池更小更轻更环保，而且能保证随时即刻充电，这项新技术必将成为将来电动车的主流。
上面谈到的都是驱动车辆用的电池，然而改装后，车上还是要配置普通12V的电池，因为原车上各种附件如大灯、音像、刮水器、仪表等还是只能支持12V的电源。为了保证对该电池的充电，改装时还需要一个直流变压器，将主驱动电池(比如300V直流电)转变成12V的直流电进行充电。当车辆行驶时，附件由变压器直接提供低压电源；当车辆停驶时，附件将由普通12V电池供电。


三、充电技术
充电系统的设计也是电动车成功使用的关键技术之一。
普通铅酸电池在充电初期，绝大部分能量被正常的电化学反应所吸收，当充电达到某一个阶段时，大约是整个电池容量的80％时，越来越多的能量会变成热能，大量的热会对蓄电池造成很大的损坏。所以一个好的充电系统能自动监控这一点，并在最后的20％充电阶段做出调整。
一个成熟的充电系统会实时监测电池的电压、电流和电池温度，在保证充电温度的前提下，加大充电电流，尽量降低充电时间。
在改装电动车技术中，有2种充电方法被广泛的使用。一种是普通120~240V民用电源，另外一种是磁电感应充电系统。
普通民用充电系统非常方便，到处都可以连接并充电，但这种方式充电时间非常长。比如使用240V电源充电，充电电流30A，充满电大致需要4~5h。
电磁感应充电系统包含2个重要元件，即：挂在墙上的充电箱和车内的充电装置。车辆通过一个电磁感应盘，插入充电槽口进行感应充电。这种充电方式最大的好处就是降低了漏电的危险，提高了安全性。另外，这种充电方式的充电速度也有所提升。
四、典型改装实例
图3所示为是一辆1994年款经电动化改装后的丰田科罗娜轿车。从外表看，该车几乎没有一点变化，但超低的行驶噪音，能让你立刻发现它的与众不同。该车的发动机、排气管、三元催化装置、油箱、离合器总成等都已经被拆除。交流电动机通过一个订做的适配盘与变速器相连。加装的电源控制单元控制着电机的运转。50kW的控制器，可以将电池的300V直流电转换为240V的三相交流电来驱动电机。电池组被排放在车底板下，50个12V铅酸电池单元被分组安放，每组25个，共可产生300V的直流电源。