摘要：跟着节能减排的有关方针规范相继出台，传统动力轿车逐步向新能源轿车过渡。后者在机械与电气结构上显着比前者相对简略。经过将电机与电池进行体系整合来替换传统的发动机了。可是还有一个最大的问题困扰着电动轿车开发人员，除了变速箱结构得到了相应简化，传动体系仍是非常杂乱。现在，轮毂电机技能假如能够彻底推行，将能替代轿车现有传动体系。
一、使用布景
众所周知，电池、电机、电控是新能源轿车必备的三大核心部件。其时的新能源轿车，均选用电机驱动体系将电能转化为机械能为轿车供给动力，因而驱动电机也是新能源轿车的核心技能之一。
图 1 新能源轿车首要体系架构
现在，会集电机驱动是电动轿车动力的首要驱动方法。尽管其长处很显着，即传动体系和操控体系的安置相对简略，可是也存在着一些问题。因为经过这类电机驱动的新能源轿车存在变速器、离合器、传动轴等机械传动部件，使得底盘结构愈加杂乱，随之带来的影响便是乘坐空间非常狭小，并且传动体系经过机械部件传递动力的一起会形成能量的损耗，形成能量使用率低下。
别的，这种传动体系在新能源轿车行进进程中会发生较大的噪声，乘坐人员的舒适性并不能得到确保。国外的专家学者早年就展开了轮毂电机驱动的技能研讨，然后优化了新能源轿车底盘中电机驱动的结构紧凑度、能量使用功率等问题;而国内相关院校和单位针对轮毂电机驱动技能的研讨尚浅。现在，轮毂电机驱动技能现已在部分新能源轿车上使用并取得了较好的开展。
二、轮毂电机的概念
轮毂电机技能的来源能够追溯到20世纪元年，其时的费迪南德·保时捷在还没创建PORSCHE轿车公司时就研制出了前轮配备轮毂电机的电动轿车。上世纪70年代，轮毂电机技能运用在矿山运送车上取得不错的反应。别的，日本车企在关于乘用车轮毂电机技能方面的研讨展开相对较早，根本占有领先地位。丰田和通用等世界轿车巨子也都对该技能有所进入。与此一起，国内也逐步诞生出研制轮毂电机技能的自主品牌厂商。
图 2 历史上的轮毂电机轿车
轮毂电机，浅显得讲便是将金属轮毂和驱动设备直接合并为全体的驱动电机，换句话说也便是将驱动电机与传动制动设备都合并到轮毂中，俗称“电动轮”，也叫作轮式电机(wheel motor)。其内部包含了轴承、定子和转子、小型逆变器等。
图 3 轮毂电机内部结构(Protean Drive TM)
三、轮毂电机驱动方法
(1)减速驱动
此驱动方法选用高速内转子电机，一起装备了固定传动比的减速器，功率密度相对较高，该电机的转速最高可到达10k r /min。
长处: 具有较高的比功率和功率，体积小，质量轻;减速结构增矩后使得输出转矩更大，爬坡性能好; 能确保轿车在低速运行时取得较大的平稳转矩。
缺陷: 难以实现光滑，行星齿轮减速结构的齿轮磨损较快，使用寿命相对变短，不易散热，噪声比较大。
(2)直接驱动
此驱动方法选用低速外转子电机，电机的外转子直接与轮毂机械衔接，电机的转速一般在1.5K r /min 左右，无减速结构，车轮的转速与电机转速共同。
长处: 因为没有减速组织，使得整个驱动轮的结构愈加紧凑，轴向尺度也较前一种驱动方法小，传递功率更高。
缺陷: 在起步、迎风或爬坡等需求承载大扭矩的状况时需求大电流，很简单损坏电池和永磁体，电机功率峰值区域小，负载电流超越必定值后功率下降很快。
四、国内外现状
(1)日本三菱
三菱公司(Mitsubishi)的MIEV 技能始于2006年，并使用于其 MIEV样车上。现在该样车现已开展到了第三代。其间比较有代表性的是 Colt EV 及四驱跑车(Lancer Evolution MIEV)。其间三菱的轮毂电机技能是日本东瀛电机供给，该轮毂电机具有以下特色：逆变器选用 BOOST升压计划，且为每台电机由一台逆变器操控;电机选用永磁同步电机与轮毂的一体计划，保存原有的制动器及减震体系;东瀛电机计划相同具有冷却的问题，选用天然冷却，且未批量推行。
图 4 体系示意图
(2)法国米其林
Michelin公司开发了动态减震轮毂电机体系。该体系在电动机和车轮之间增加了一套减震设备，然后进步了车辆的行进平顺性和自动安全性。该公司最新发布的新一代轮毂电机体系的特色如下：轻量化和结构紧凑化，并且减少了体系质量; 共同结构的悬挂设备，电机的悬挂设备是由直线状导块、螺旋弹簧、减震器、缓冲挡块构成，并坐落车轴与电机之间，由直线导块操控电机的上下运动，螺旋弹簧则支承电机的分量，减震器用于减震;电机可靠性的进步，电机使用的密封技能以及部件耦合技能，使得轮毂电机在尘埃与雨水的特别环境下具有更高的可靠性。
图 5 轮毂电机驱动体系(Siemens / Michelin)
(3) Protean-E
Protean-E 轮毂电机选用分布式电机计划，即一体化的电机中包含8个共用母线小型永磁电机，环形电容旋转在电机内部，逆变器也相同分为8 组模块固定在轮毂上，Protean-E的电机体系散热选用天然冷却。
图 6 Protean-E电机装配图
