图示：典范内转子结构的轮毂电机驱动系统结构示意图

　　轮毂电机手艺又称车轮内装电机手艺
，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内
，因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机手艺并非新生事物
，早在1900年
，就已经制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车
，在20世纪70年月
，这一手艺在矿山运输车等领域获得应用。而关于乘用车所用的轮毂电机
，日系厂商关于此项手艺研发开展较早
，现在处于领先职位
，包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该手艺有所涉足。

　　轮毂电机驱动系统凭证电机的转子型式主要分成两种结构型式：内转子式和外转子式。其中外转子式接纳低速外转子电机
，电机的最高转速在1000-1500r/min
，无减速装置
，车轮的转速与电机相同
；而内转子式则接纳高速内转子电机
，配备牢靠传动比的减速器
，为获得较高的功率密度
，电机的转速可高达10000r/min。随着更为紧凑的行星齿轮减速器的泛起
，内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。

01按电机类型分类

　　现在应用于电动轮毂电机主要有四大类
，祭磁电机(PM)、异步电机(IM)、开关磁阻电机(SRM)和横向磁通电机(TFM)。这其中
，永磁电机的应用最为普遍
，而横向磁通电机则是一类极具竞争力的低速大扭矩新型电机。

　　1、 异步电机

　　异步电机在4类电机中生长历史最为恒久。电机的设计、制造以及控制都相对成熟
，具有结构简朴、制造容易、本钱低、可靠性高、控制手艺成熟等优点
，受到西欧国家的青睐。可是异步电机弱点是效率不高
，特殊是在低速时
，功率密度较小。异步电机是一个强耦合、多变量、非线性的系统
，需接纳矢量控制和直接转矩等控制手段
，控制本钱较高。

　　2、 永磁无刷电念头

　　永磁无刷电念头可分为由方波驱动和由正弦波两种。与其他电机相比
，永磁无刷电机具有功率密度高、效率高、体积小、结构简朴、输出转矩大、可控性好、可靠性高、噪声低等一系列优点
，在电动车领域颇受青睐。日本绝大大都电动汽车接纳永磁无刷电机驱动系统。虽然
，永磁无刷电念头也保存一些弱点。首先是受到永磁质料的限制
，现在最大功率也只有几十个千瓦。其次
，永磁转子的励磁无法调理
，导致电机调速难题
，调速规模不宽。

　　3、 开关磁阻电念头

　　开关磁阻电机是近20年才生长起来的一种新型调速电机
，具有简朴可靠、可在较宽转速和转速规模内高效运行、四象限运行、响应速率快和本钱较低等优点。可是其弱点也许多：转矩保存较大波动、振动大、噪声大
；系统非线性
，建模难题
，控制本钱高
，功率密度低
，等等。

　　4、 横向磁场电机

　　横向磁场电机最早是由德国著名电机专家H.Weh于上个世纪80年月末提出
，并将之使用到电力舰船和电动汽车上。与其他电机相比
，横向磁场电机的有点十分突出：电路和磁路解耦
，设计自由度大大提高;高转矩密度
，约莫是标准工业用异步电机的5~10倍
，且特殊适合应用于要求低速、大转矩等场合;绕组型式简朴
，不保存古板电机的端部
，绕组使用率高;各相间相互自力;效率高
；控制电路与永磁无刷电念头相同
，可控性好。现在外洋已乐成开发了许多电动汽车用横向磁场电机
，海内也正在起劲开展先关研究。虽然横向磁场电机也保存不少弱点：永磁体数目多
，用量大
，结构重大
，工艺要求高
，本钱高
，漏磁严重
，功率因数低
，自定位转矩较大
，等等。

图示：种种电机性能比照

　　标注：摘录自《海内外轮毂电机应用概况和生长趋势》——诸文强、辜承林

02按结构形式分类

　　从主磁通行经路径看
，它席卷了径向磁场(radial)、轴向磁场(axial)、横向磁通(transverse)所有三种基本形式。从运动方法看
，亦有内转子、外转子和双转子之分。其中
，双转子结构最有新意。内转子自动
，外转子从动
，二者通过一组行星齿轮转达动力
，实现反向旋转
，使磁场切割导体的速率为内、外转子速率之和。显然
，这种速率迭加以及机械联动的巧妙组合
，既给电机设计带来了张驰空间
，又起到了缓释负载扰动、平抑攻击负荷、有用
；さ绯氐淖饔。

03按驱动方法分类

　　直接驱动时
，电机多接纳外转子结构
，即转子直接发动轮毂旋转
，因而转速较低。与此相对应
，间接驱动时
，电机则多为内转子结构
，转速较高
，通过行星轮加齿环机构实现减速
，发动轮毂旋转
，因而也称之为减速驱动。

04按旋转速率分类

　　轮毂电机尚有高速和低速之分
，但对应的转速规模并没有明确的界定
，视应用工具差别而差别。通常
，仅当驱动方法确定之后
，高、低速规模的界定才具有相瞄准确的寄义
，即直接驱动一样平常对应于低速电机(体积大
，耗材多
，功率密度小
，噪声低)
，而间接驱动则多对应于高速电机(体积小
，耗材少
，功率密度大
，噪声高)。

01轮毂电机应用优势

　　(一) 省略大宗传动部件
，让车辆结构更简朴

　　关于古板车辆来说
，离合器、变速器、传动轴、差速器以致分动器都是必不可少的
，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为重大
，同时也保存需要按期维护和故障率的问题。可是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除开结构更为简朴之外
，接纳轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间使用率
，同时传动效率也要横跨不少。

　　(二) 可实现多种重大的驱动方法

　　由于轮毂电机具备单个车轮自力驱动的特征
，因此无论是前驱、后驱照旧四驱形式
，它都可以较量轻松地实现
，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来很是容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的差别转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向
，大大减小车辆的转弯半径
，在特殊情形下险些可以实现原地转向(不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大)
，关于特种车辆很有价值。

　　(三) 便于接纳多种新能源车手艺

图示：电动汽车驱动系统图例

　　新能源车型不少都接纳电驱动
，因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动照旧燃料电池电动车
，抑或是增程电动车
，都可以用轮毂电机作为主要驱动力;即即是关于混淆动力车型
，也可以接纳轮毂电机作为起步或者急加速时的助力
，可谓是一机多用。同时
，新能源车的许多手艺
，好比制动能量接纳(即再生制动)也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。

02轮毂电机应用弱点

　　(一) 、 增大簧下质量和轮毂的转动惯量
，对车辆的操控有所影响

　　关于通俗民用车辆来说
，经常用一些相对轻质的质料好比铝合金来制作悬挂的部件
，以减轻簧下质量
，提升悬挂的响应速率
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，同时也增添了轮毂的转动惯量
，这关于车辆的操控性能是倒运的。不过思量到电动车型大多限于代步而非追求动力性能
，这一点尚不是最大缺陷。

　　(二) 、 电制动性能有限
，维持制动系统运行需要消耗不少电能

　　现在的古板动力商用车已经有不少装备了使用涡流制动原理(也即电阻制动)的辅助减速装备
，好比许多卡车所用的电动缓速器。而由于能源的关系
，电动车接纳电制动也是首选
，不过关于轮毂电机驱动的车辆
，由于轮毂电机系统的电制动容量较小
，不可知足整车制动性能的要求
，都需要附加机械制动系统
，可是关于通俗电动乘用车
，没有了古板内燃机发动的真空泵
，就需要电动真空泵来提供刹车助力
，但也就意味了有着更大的能量消耗
，即即是再生制动能接纳一些能量
，若是要确保制动系统的效能
，制动系统消耗的能量也是影响电动车续航里程的主要因素之一。

　　别的
，轮毂电机事情的情形卑劣
，面临水、灰尘等多方面影响
，在密封方面也有较高要求
，同时在设计上也需要为轮毂电机单独思量散热问题。