輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù),，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(jī)械部分大大簡化,。

      輪轂電機(jī)技術(shù)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(jī)的電動汽車,，在20世紀(jì)70年代,，這一技術(shù)在礦山運輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對于乘用車所用的輪轂電機(jī),，日系廠商對于此項技術(shù)研發(fā)開展較早,，目前處于領(lǐng)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(shù)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(shù)，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(jī)技術(shù),。

      本文通過簡單易懂的圖解方式來進(jìn)一步闡述輪轂電機(jī)技術(shù),。

      輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī),，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min,，無減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同,；而內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī),，配備固定傳動比的減速器，為獲得較高的功率密度,，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)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(jī)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力,。

輪轂電機(jī)的種類

      有刷電機(jī)和無刷電機(jī),，由于效率太低，車用有刷電機(jī)被逐步淘汰,。

      有傳感器和無傳感器,，有的電動自行車必須踩一下才能行駛，因為里面沒有傳感器,。它直接測量電機(jī)反電動勢而知道轉(zhuǎn)子的位置,，進(jìn)行換相。啟動前想知道轉(zhuǎn)子和定子的相對位置必須使用傳感器,。

      有齒輪和無齒輪,，為了防止磁鋼退磁而減小啟動電流的電機(jī)必須使用減速齒輪來提高啟動效率,。磁鋼材料改進(jìn)后，就不一定要齒輪,。

      有離合機(jī)構(gòu)和無離合機(jī)構(gòu),，使用輪轂電機(jī)的電動自行車無電騎行會有電磁阻力，使用離合機(jī)構(gòu)可減小電磁阻力,。也可以使用離合機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)速比,。朱幕松的磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機(jī)利用電機(jī)磁力復(fù)位實現(xiàn)齒輪手動嚙合。

      高速和低速 磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機(jī)重量輕,，低速無刷輪轂電機(jī) 結(jié)構(gòu)簡單 噪音低 功率大 ,。 其他 電動汽車輪轂驅(qū)動電機(jī)等。

輪轂電機(jī)的構(gòu)造

輪轂電機(jī)的原理

      無刷電機(jī)啟動前想知道轉(zhuǎn)子和定子的相對位置必須使用傳感器,。無感電機(jī)直接測量電機(jī)反電動勢而知道轉(zhuǎn)子的位置,，由控制器驅(qū)動功率管進(jìn)行換相。

      雖然存儲器能記錄定子和轉(zhuǎn)子的相對位置,，但對于極緩慢的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)將無法理解電機(jī)繞組反電動勢的波形,。電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時由于受慣性限制波峰波谷都代表一定的角度，剎車時就關(guān)閉電機(jī),。所以使用磁傳感器的輪轂電機(jī)是主流。輪轂電機(jī)原理圖紅色磁鋼轉(zhuǎn)子處在死角位置,，要靠藍(lán)色磁鋼轉(zhuǎn)子上方的繞組通電,，走出死角。圖2所示電機(jī)就沒有死角,，只要知道轉(zhuǎn)子的位置,，就知道怎樣驅(qū)動功率管。

      圖1圖2所示電機(jī)看上去象是把直線電機(jī)卷了起來,，繞組通電 好比是用食物引誘著驢子（磁鋼）不停地跑,，卻總保持著一段距離，它功率較大,，比較重,，結(jié)構(gòu)簡單，噪音低,。磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機(jī)

      利用三個大而薄的2模鋼齒輪減速來得到所需動力,。需要滑行時由偏心離合手柄拉動軸心離合傳動的軸、活塞及拉鉤,，使電機(jī)齒輪外轉(zhuǎn)子端蓋位移,，電機(jī)齒輪與傳動齒輪分離。不要滑行時利用電機(jī)磁力復(fù)位實現(xiàn)齒輪手動嚙合,，其離合機(jī)構(gòu)簡單,，省去超越離合器,。

      散熱，為了防止電機(jī)把熱量傳給輪胎,，兩者間必須有一定距離,，有的用鋼絲來隔離。輪轂電機(jī)的優(yōu)點

省略大量傳動部件,，讓車輛結(jié)構(gòu)更簡單

      應(yīng)用輪轂電機(jī)可以大大簡化車輛的結(jié)構(gòu),，傳統(tǒng)的離合器、變速箱,、傳動軸將不復(fù)存在,。這也意味著節(jié)省出更多的空間。

      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(gòu)更為復(fù)雜,，同時也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題,。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個問題。除了結(jié)構(gòu)更為簡單之外,，采用輪轂電機(jī)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,。 可實現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動方式，由于每個輪胎都是單獨驅(qū)動的,，非常容易實現(xiàn)四驅(qū)形式,。應(yīng)用輪轂電機(jī)技術(shù)甚至可以實現(xiàn)兩側(cè)車輪反轉(zhuǎn)來達(dá)到原地轉(zhuǎn)向的目的,。此外,，對于一些特種車輛，如車輪數(shù)量超多的“蜈蚣車”來說,，輪轂電機(jī)也是非常好的解決方式。

      由于輪轂電機(jī)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(jī)驅(qū)動的車輛上實現(xiàn)起來非常容易。同時輪轂電機(jī)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(jī)構(gòu)和輪胎的磨損較大),，對于特種車輛很有價值,。

      便于采用多種新能源車技術(shù)，新能源車型不少都采用電驅(qū)動,，因此輪轂電機(jī)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(jī)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(jī)作為起步或者急加速時的助力,，可謂是一機(jī)多用,。同時，新能源車的很多技術(shù),，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(jī)驅(qū)動車型上得以實現(xiàn),。輪轂電機(jī)的缺點

      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 輪轂電機(jī)要安裝在輪圈內(nèi),，這使得車輛的簧下質(zhì)量增加不利于操控。還以Protean公司生產(chǎn)的輪轂電機(jī)來看,，單個電機(jī)的質(zhì)量為30kg,。

      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(yīng)速度?？墒禽嗇炿姍C(jī)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,。

      電制動性能有限,，維持制動系統(tǒng)運行需要消耗不少電能 電渦流制動容量不高，在重型車上需要配合機(jī)械制動系統(tǒng)共同工作,。對于電動車而言，要達(dá)到更高的制動效果則需要耗費更高的能量,，在一定程度上影響了續(xù)航里程,。

      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(即電阻制動)的輔助減速設(shè)備,，比如很多卡車所用的電動緩速器。而由于能源的關(guān)系,，電動車采用電制動也是首選，不過對于輪轂電機(jī)驅(qū)動的車輛,，由于輪轂電機(jī)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(jī)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(jī)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?yán)m(xù)航里程的重要因素之一,。

      此外，輪轂電機(jī)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(shè)計上也需要為輪轂電機(jī)單獨考慮散熱問題,?？偨Y(jié)

      輪轂電機(jī)這項技術(shù)確實有著很好的優(yōu)勢,，不僅能節(jié)省大量空間,，還能提升傳動效率,，是新能源車發(fā)展的一個很好的方向。但是目前來看這項技術(shù)還存在許多問題,，比如車輪工作環(huán)境過于復(fù)雜、耐久性不好保證,、還有高速的震動、噪音以及制動和懸架的優(yōu)化等等,，這些都是工程師們需要一步步解決的。

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