20世纪90年代,IGBT得到了广泛应用,电动汽车中的电动机以交流电动机为主。20世纪90年代,不只是电动机,从逆变器和矢量控制等方面看,高性能化(输出功率、效率等)和可实用化水平下的低成本化也变得更好了。 (1) IMPACT、EV-1(GM)GM于1990年推出了 IMPACT这种高性能电动汽车。 该车的一个明显特点就是加速性能比跑车更好。作为电动汽车中的高性能汽车,它给世界带来了冲击。根据具体报道,0~0.25mile/h(1mile=1609.344m,下同)的加速时间是16.7s,0~60mile/h的加速时间是8s。这款电动汽车搭载的是异步电动机,并采用2台电动机分别驱动左右两前轮的方式。 该车采用了两个最大功率为43kW的电动机,也就是86kW,最高转速为15000r/min最大转矩为63.N·m。在电动机输出轴上采用了减速比为10.5:1的行星齿轮减速器,利用它进行旋转减速从而直接驱动车轮。该款电动汽车具备空调、助力方向盘和收音机等,预示着电动汽车实用化时代的序幕已经拉开。 此后,GM将 IMPACT做了进一步改良,开发了生产型的EV-1。如图3-42所示是EV1电动汽车。置换了1台大功率电动机,利用差速器进行左右轮转矩控制的方式。1台电动机可以同时具备成本低和可靠性两个优势。其核心是将功率从43kW(2个)变为103kW(1个),电力元件由 MOSFET变为IGBT,而且电动机和逆变器的冷却方式同时由空冷方式变为水冷方式。
(2) TownAce EV(丰田)如图3-43所示是丰田于1991年发表的搭载异步电动机的TownAce EV电动汽车的示意图。
该电动机车将汽油发动机汽车中的发动机替换成电动机。其变速器不必重新开发,以达到继续沿用现有发动机汽车上的传动装置、降低成本的目的。据报道,该车电动机最高转速为7000/min,连续功率为20kW,最大功率为43kW,质量为100kg,最高效率为89%。
要使PWM逆变器所产生的噪声不混入电磁波杂音中,即需做到高压电缆配线路径的最优化、密封化等。
该款电动汽车具有相当的环境适应性和可靠性,使没有专业电气知识的人也可以操作。例如,像电动机的防水构造、耐热性、抗干扰性、传感器类的故障诊断以及在检测漏电压时进行断电等。
丰田将这种电动机进行了进一步的改进,于1993年搭载在EV50这款电动汽车上。这样做不但是为了达到提高转速(7000~9000r/min)、1挡固定齿数比化、驱动桥同轴构造化等目的,也为了更进步地实现小型轻量化。
(3) Cedric EV、 Prairie EV(日产)如图3-44所示的 Cedric EV是日产汽车在1992年面向市场销售的桥式电动汽车,它配备了后置电动机来进行后轮驱动。电动机的最大功率是60kW,最大转矩为235.2N·m,最高转速为7500r/min。
