輪轂電機顧名思義，就是將電機安裝在車輪上的新型驅(qū)動技術。它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。

　　輪轂電機技術又稱車輪內(nèi)裝電機技術，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，就已經(jīng)制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車。隨著新能源汽車電驅(qū)動技術的進步，近年來，輪轂電機越來越受到關注與重視。日本的富士電機、安川電機，美國的特斯拉、菲斯科等都寄希望在下一代產(chǎn)品中，推動輪轂電機在新能源汽車上的應用。

　　其實，據(jù)筆者了解，輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車，在20世紀70年代，這一技術在礦山運輸車等領域得到應用。

　　對于乘用車所用的輪轂電機，日系廠商對于此項技術研發(fā)開展較早，目前處于領先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項技術，在2011年上海車展展出的奇瑞瑞麒X1增程電動車就采用了輪轂電機技術。

　　認為，專為新能源電動汽車應用創(chuàng)新設計的輪轂電機有可能在霧霾彌漫和交通阻塞的街道上邁出第一步，而這些動力強勁、革命性設計的電動車很可能成為未來街頭的一道靚麗風景線。

　　國內(nèi)已有專業(yè)電機企業(yè)涉足

　　中國正成為世界電動車技術發(fā)展的實驗平臺，目前電動以及混合動力技術之所以發(fā)展如此迅速，和政府出臺的汽車尾氣排放標準的規(guī)范和標準有直接的推動關系。雖然中國政府的監(jiān)管力度和歐洲、北美的一樣嚴格，但和其他兩個地區(qū)相比，在中國電動車行業(yè)標準的推動似乎包含了更多的政治因素。一方面，首都北京和其他很多中國的城市大氣污染狀況已經(jīng)到了危機關頭;另一方面，政府出臺了一系列相關的優(yōu)惠政策，鼓勵汽車廠商和消費者生產(chǎn)購買更加環(huán)保、使用清潔能源的電動汽車。

　　一般普通的電動汽車在引擎蓋下裝有一臺集中式電機，可以將動力經(jīng)傳動軸輸送到四個輪軸再通過變速減速機構傳送到輪胎和路面上。而顛覆了傳統(tǒng)動力驅(qū)動結(jié)構的Protean輪轂電機則提供了一種全集成直驅(qū)式的輪轂電機系統(tǒng)解決方案，由嵌進車輪里的高效電機直接為車輛驅(qū)動提供動力。這種直驅(qū)輪轂電機無需使用減速箱，傳動軸或差速器，因此賦予了車輛更多的靈活設計，同時大大降低傳動系統(tǒng)造成的能量損耗，單個電機峰值輸出扭矩可達1000牛米。而全電動電機驅(qū)動的雪佛蘭沃藍達只能產(chǎn)生大約370牛米的最大扭矩輸出，所以使用了Protean Drive TM直驅(qū)輪轂電機的電動車有著極佳的操控性和動力性。此外該電機的動力和控制元件，包括可將直流電池電能轉(zhuǎn)化為交流電輸出的逆變器等，都巧妙的安裝于輪轂內(nèi)的有效空間內(nèi)，為整車集成設計提高了極大的自由度。

　　事實上，早在1900年，保時捷公司創(chuàng)始人曾推出一款使用輪轂電機的汽車。然而，由于當時的技術不成熟，這些處于車輪封閉空間內(nèi)的電機并不能提供足夠動力，而且當汽車駛?cè)敫鞣N惡劣路況時，也無法承受各種振動，沖擊，極溫，灰塵以及浸水等考驗。而今天的所有輪轂電機系統(tǒng)及其部件均經(jīng)過了嚴格條件的測試，這可以保證這套電機系統(tǒng)完全符合汽車行業(yè)大眾市場的要求，其運行的可靠性和安全性達到了國際汽車行業(yè)的規(guī)范和標準。

　　然而并非所有人都看好輪轂電機。蒙特利爾康考迪亞大學電氣工程副教授認為，雖然輪轂電機能效和扭矩輸出驚人，但同樣成本也很高。他還說：“從研究角度來看，輪轂電機的出現(xiàn)讓人們對未來的驅(qū)動發(fā)展十分樂觀;但從經(jīng)濟方面考慮，現(xiàn)在商用還沒戲?！倍宜J為協(xié)調(diào)輪轂電機需要汽車擁有復雜的控制系統(tǒng)，至少需要5到10年的時間這項技術才會變得有競爭力。

　　輪轂電機的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車，在20世紀70年代，這一技術在礦山運輸車等領域得到應用。而對于乘用車所用的輪轂電機，日系廠商對于此項技術研發(fā)開展較早，目前處于領先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項技術，在2011年上海車展展出的瑞麒X1增程電動車就采用了輪轂電機技術。

　　輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)電機的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外傳子電機，電機的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min，無減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速與電機相同；而內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，配備固定傳動比的減速器，為獲得較高的功率密度，電機的轉(zhuǎn)速可高達10000r/min。隨著更為緊湊的行星齒輪減速器的出現(xiàn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。

　　輪轂電機的優(yōu)缺點

　　優(yōu)點1：省略大量傳動部件，讓車輛結(jié)構更簡單

　　對于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動軸、差速器乃至分動器都是必不可少的，而這些部件不但重量不輕、讓車輛的結(jié)構更為復雜，同時也存在需要定期維護和故障率的問題。但是輪轂電機就很好地解決了這個問題。除開結(jié)構更為簡單之外，采用輪轂電機驅(qū)動的車輛可以獲得更好的空間利用率，同時傳動效率也要高出不少。

　　優(yōu)點2：可實現(xiàn)多種復雜的驅(qū)動方式

　　由于輪轂電機具備單個車輪獨立驅(qū)動的特性，因此無論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式，它都可以比較輕松地實現(xiàn)，全時四驅(qū)在輪轂電機驅(qū)動的車輛上實現(xiàn)起來非常容易。同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實現(xiàn)類似履帶式車輛的差動轉(zhuǎn)向，大大減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑，在特殊情況下幾乎可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向（不過此時對車輛轉(zhuǎn)向機構和輪胎的磨損較大），對于特種車輛很有價值。

　　優(yōu)點3：便于采用多種新能源車技術

　　采用輪轂電機可以匹配包括純電動、混合動力和燃料電池電動車等多種新能源車型

　　輪轂電機可以和傳統(tǒng)動力并聯(lián)使用，這對于混合動力車型很有意義

　　新能源車型不少都采用電驅(qū)動，因此輪轂電機驅(qū)動也就派上了大用場。無論是純電動還是燃料電池電動車，抑或是增程電動車，都可以用輪轂電機作為主要驅(qū)動力；即便是對于混合動力車型，也可以采用輪轂電機作為起步或者急加速時的助力，可謂是一機多用。同時，新能源車的很多技術，比如制動能量回收（即再生制動）也可以很輕松地在輪轂電機驅(qū)動車型上得以實現(xiàn)。

　　缺點1：增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動慣量，對車輛的操控有所影響

　　鋁制下擺臂采用主要就為減重，如果加上輪轂電機，這些努力也就白費了

　　對于普通民用車輛來說，常常用一些相對輕質(zhì)的材料比如鋁合金來制作懸掛的部件，以減輕簧下質(zhì)量，提升懸掛的響應速度。可是輪轂電機恰好較大幅度地增大了簧下質(zhì)量，同時也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動慣量，這對于車輛的操控性能是不利的。不過考慮到電動車型大多限于代步而非追求動力性能，這一點尚不是最大缺陷。

　　缺點2：電制動性能有限，維持制動系統(tǒng)運行需要消耗不少電能

　　商用車車橋的內(nèi)置緩速器采用渦流制動原理，而輪轂電機的制動也可以利用這一原理

　　現(xiàn)在的傳統(tǒng)動力商用車已經(jīng)有不少裝備了利用渦流制動原理（也即電阻制動）的輔助減速設備，比如很多卡車所用的電動緩速器。而由于能源的關系，電動車采用電制動也是首選，不過對于輪轂電機驅(qū)動的車輛，由于輪轂電機系統(tǒng)的電制動容量較小，不能滿足整車制動性能的要求，都需要附加機械制動系統(tǒng)，但是對于普通電動乘用車，沒有了傳統(tǒng)內(nèi)燃機帶動的真空泵，就需要電動真空泵來提供剎車助力，但也就意味了有著更大的能量消耗，即便是再生制動能回收一些能量，如果要確保制動系統(tǒng)的效能，制動系統(tǒng)消耗的能量也是影響電動車續(xù)航里程的重要因素之一。

　　此外，輪轂電機工作的環(huán)境惡劣，面臨水、灰塵等多方面影響，在密封方面也有較高要求，同時在設計上也需要為輪轂電機單獨考慮散熱問題。

　　與電動機集中動力驅(qū)動相比，輪轂電機技術具備很大的優(yōu)勢，它布局更為靈活，不需要復雜的機械傳動系統(tǒng)，同時也有自己的顯著不足，比如密封和起步電流/扭矩間的平衡關系，以及轉(zhuǎn)向時驅(qū)動輪的差速問題等等，如果能在工程上解決這些難題，輪轂電機驅(qū)動技術將在未來的新能源車中擁有廣闊的前景。

　　輪轂電機技術應用現(xiàn)狀

　　近年來，國外輪轂電機驅(qū)動技術的應用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是以輪胎生產(chǎn)商或汽車零部件生產(chǎn)商為代表的研發(fā)團隊開發(fā)的集成化電動系統(tǒng)；二是整車生產(chǎn)商與輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)生產(chǎn)商聯(lián)合開發(fā)的電動汽車。而在我國國內(nèi)對于輪轂電機的研究多集中于高校，產(chǎn)品均為電動汽車，與此同時，自主品牌汽車廠商也紛紛推出了自己的輪轂電機技術產(chǎn)品，國內(nèi)的汽車商雖然能夠生產(chǎn)電動汽車，但是對于輪轂電機驅(qū)動技術的研究尚不成熟，尤其是在高轉(zhuǎn)矩輪轂電機開發(fā)方面，與國外先進產(chǎn)品仍有一定差距，因此我國仍需加強對輪轂電機技術的研發(fā)投入，提高核心競爭力，縮小差距，爭取達到世界先進水平。