什么是輪轂電機(jī)呢？顧名思義就是把電機(jī)做到了輪轂里面，直接驅(qū)動(dòng)車輪。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(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。輪轂電機(jī)技術(shù)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(jī)的電動(dòng)汽車，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)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(guó)際汽車巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。

輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)通常由電動(dòng)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)動(dòng)力系統(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)子型和外轉(zhuǎn)子型。如圖所示為兩種型式輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。通常，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000－1500r/min左右，無任何減速裝置，電機(jī)的外傳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。內(nèi)轉(zhuǎn)子型則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，同時(shí)裝備固定傳動(dòng)比的減速器。為了獲得較高的功率密度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min。減速結(jié)構(gòu)通常采用傳動(dòng)比在10：1左右的行星齒輪減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速在在1000r/min左右。

內(nèi)轉(zhuǎn)子型

高速內(nèi)轉(zhuǎn)子的輪轂電機(jī)具有較高的比功率，質(zhì)量輕，體積小，效率高，噪聲小，成本低；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。低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小，比功率高，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，且響應(yīng)速度快，外轉(zhuǎn)子直接和車輪相連，沒有減速機(jī)構(gòu)，因此效率高；缺點(diǎn)是如要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必須增大發(fā)動(dòng)機(jī)體積和質(zhì)量，因而成本高，加速時(shí)效率低，噪聲大。圖所示為兩種結(jié)構(gòu)形式的輪轂電機(jī)。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動(dòng)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。

外轉(zhuǎn)子型

輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)由于電機(jī)電制動(dòng)容量較小，不能滿足整車制動(dòng)效能的要求，通常需要附加機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)。輪轂電機(jī)系統(tǒng)中的制動(dòng)器可以根據(jù)結(jié)構(gòu)采用鼓式或者盤式制動(dòng)器。由于電動(dòng)機(jī)電制動(dòng)容量的存在，往往可以使制動(dòng)器的設(shè)計(jì)容量可以適當(dāng)減小。大多數(shù)的輪轂電機(jī)系統(tǒng)采用風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻，也有采用水冷和油冷的方式對(duì)電機(jī)、制動(dòng)器等的發(fā)熱部件進(jìn)行散熱降溫，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

電機(jī)磁場(chǎng)的類型分類

輪轂電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照電機(jī)磁場(chǎng)的類型分為徑向磁場(chǎng)和軸向磁場(chǎng)兩種類型。對(duì)比如下：

（1）軸向磁通電機(jī)的結(jié)構(gòu)更利于熱量散發(fā)，并且它的定子可以不需要鐵心；

（2）徑向磁通電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間受力比較均衡，磁路由硅鋼片疊壓得到，技術(shù)更簡(jiǎn)單成熟。

輪轂電機(jī)的電機(jī)類型分為永磁、感應(yīng)、開關(guān)磁阻式。其特點(diǎn)如下：

（1）感應(yīng)（異步）電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，噪聲低，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高；缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高，相對(duì)永磁電機(jī)而言，異步電機(jī)效率和功率密度偏低；

（2）無刷永磁同步電機(jī)可采用圓柱形徑向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)或盤式軸向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，發(fā)展前景十分廣闊，已在國(guó)內(nèi)外多種電動(dòng)車輛中獲得應(yīng)用；

（3）開關(guān)磁阻式電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉，轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩特性好等特點(diǎn)，適用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)；缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和控制非常困難和精細(xì)，運(yùn)行噪聲大。