電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)又稱為車輪內(nèi)裝式電機(jī)技術(shù)，是一種將電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)融為一體的輪轂裝置技術(shù)。輪轂電機(jī)可采用永磁無刷、直流無刷、開關(guān)磁阻等電機(jī)類型，由于電機(jī)處于車輪輪轂內(nèi)，受體積限制，一般要求電機(jī)為扁形結(jié)構(gòu)，即電機(jī)短而粗。

圖示：電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)系統(tǒng)示意圖

一電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)

　　電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)類型有永磁、感應(yīng)、開關(guān)磁阻式等，通常由電動(dòng)汽車電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器與散熱系統(tǒng)等組成。

　　輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子形式主要分成兩種結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，配備固定傳動(dòng)比的減速器，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min。外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)則采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)，無減速裝置，電機(jī)的外轉(zhuǎn)子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000～1500r/min之間，如下圖所示。

圖示：輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

　　內(nèi)轉(zhuǎn)子式的輪轂電機(jī)具有比功率較高、質(zhì)量輕、體積小、噪聲小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量增大，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受到線圈損耗、摩擦損耗以及變速機(jī)構(gòu)的承受能力等因素的限制。

　　外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，且響應(yīng)速度快，沒有減速機(jī)構(gòu)，因而效率高。其缺點(diǎn)是要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必須增大電機(jī)的體積和質(zhì)量，因而其成本高。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動(dòng)汽車中都有應(yīng)用，但是隨著緊湊的行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競(jìng)爭(zhēng)力。

二電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式

　　電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)使用時(shí)可分為減速驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩大類。

　　在減速驅(qū)動(dòng)方式下，電機(jī)一般在高速下運(yùn)行，而且對(duì)電機(jī)的其他性能沒有特殊要求，因此可選用普通的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)。減速機(jī)構(gòu)放置在電機(jī)和車輪之間，起減速和增加轉(zhuǎn)矩的作用。減速驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：電機(jī)運(yùn)行在高速下，具有較高的功率和效率比：體積小、重量輕;扭矩大、爬坡性能好;能保證汽車在低速運(yùn)行時(shí)獲得較大的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩：不足之處是：難以實(shí)現(xiàn)液態(tài)潤滑、齒輪磨損較快、使用壽命短、不易散熱、噪聲大。減速驅(qū)動(dòng)方式適合于丘陵或山區(qū)，以及要求過載能力大或城區(qū)公交車等需要頻繁起動(dòng)停車等場(chǎng)合。

　　在直接驅(qū)動(dòng)方式下，電機(jī)多采用外轉(zhuǎn)子(即直接將轉(zhuǎn)子安裝在輪轂上)。為了使汽車能順利起步，要求電機(jī)在低速時(shí)能提供大的轉(zhuǎn)矩。此外，為了使電動(dòng)汽車能夠有較好的動(dòng)力性，電機(jī)需具有較寬的調(diào)速范圍。直接驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：不需要減速機(jī)構(gòu)，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸也較小，而且效率也已進(jìn)一步提高，響應(yīng)速度也變快。其缺點(diǎn)是：起步、迎風(fēng)行駛或爬坡以及承載較大載荷時(shí)需要大電流，易損壞電池和永磁體;電機(jī)效率峰值區(qū)域很小，負(fù)荷電流超過一定值后效率急劇下降。此驅(qū)動(dòng)方式適合用于平路或負(fù)荷較輕的場(chǎng)合。

三電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)與車輪集成在一起，布置靈活，可以方便地實(shí)現(xiàn)前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)或者四輪驅(qū)動(dòng)車。與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或者集中驅(qū)動(dòng)電動(dòng)系統(tǒng)相比，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在動(dòng)力源配置、底盤結(jié)構(gòu)等方面有其獨(dú)特的技術(shù)特征和優(yōu)勢(shì)，具體體現(xiàn)在以下幾方面：

　　1. 動(dòng)力傳遞由硬連接改為軟連接形式，省略了傳統(tǒng)汽車所需的機(jī)械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動(dòng)軸和機(jī)械差速器等，使得電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、有效、可利用空間大;

　　2. 可以方便地通過電子線控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各輪轂電機(jī)從零到最大速度的無級(jí)變速，以及各車輪之間的差速;

　　3. 各輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力直接獨(dú)立可控，使其動(dòng)力學(xué)控制更為靈活、方便，能合理地控制各輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，從而提高惡劣路面條件下的行駛性能;

　　4. 容易實(shí)現(xiàn)各輪轂電機(jī)的電氣制動(dòng)、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)和制動(dòng)能量回饋，提高能源利用效率。采用四輪驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，可以最大限度的回收制動(dòng)能量;

　　5. 底架結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，可使整車總布置和車身造型設(shè)計(jì)的自由度大大增加。若采用動(dòng)力平臺(tái)方式，將動(dòng)力平臺(tái)嵌入不同的車身造型，方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化和系列化，縮短新車型的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本;

　　6. 在采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的四輪電動(dòng)汽車上，若進(jìn)一步引入線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)(4WS)，則可以進(jìn)一步提高整車的行駛性能。

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