轮毂电机(轮毂电机是怎么工作的？)

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正文

1、轮毂电机是怎么工作的？

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，定 子固定在轮胎上，转子固定在车轴上，一通电则定转子相对运动。 电子换相器（开关电路）根据位置传感器信号，控制定子绕组通电顺序和时间，产生旋转磁场，驱动转子旋转。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。轮毂电机技术并非新生事物，早在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车，在20世纪70年代，这一技术在矿山运输车等领域得到应用。而对于乘用车所用的轮毂电机，日系厂商对于此项技术研发开展较早，目前处于领先地位，包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。目前国内也有自主品牌汽车厂商开始研发此项技术，在2011年上海车展展出的瑞麒X1增程电动车就采用了轮毂电机技术。请关注：容济点火器

轮毂电机的技术就是将电机装在轮毂内，不经过任何机械结构的传递，直接驱动车轮，本质就是直驱电机。就是这么简单。

它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。

轮毂电机驱动系统根据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。其中外转子式采用低速外传子电机，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；而内转子式则采用高速内转子电机，配备固定传动比的减速器，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出现，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。

轮毂电机的优点：

1、应用轮毂电机可以大大简化车辆的结构，传统的离合器、变速箱、传动轴将不复存

在。省略大量传动部件，让车辆结构更简单，车里仿佛突然间宽敞了好多。类似上图中这种传统变速器在轮毂电机驱动的车辆上已经见不到了

传统后驱车车厢后排地板上的突起在电动车上也会消失，为乘员腾出更大的空间

对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时也存在需要定期维护和故障率的问题。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除开结构更为简单之外，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率，同时传动效率也要高出不少。

2.、可实现多种复杂的驱动方式，轮毂电机可以与传统动力配合，形成混合动力汽车，电机可以安装在传统轮圈内，再加装一套供电系统就可以实现。（简单改装，汽油车秒变混动铁金刚）

像AHED“先进混合电驱动”样车这样的8轮电驱动很轻松就能实现

由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同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，在特殊情况下几乎可以实现原地转向（不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大），对于特种车辆很有价值。

3、 由于每个轮胎都是单独驱动的，非常容易实现四驱形式。应用轮毂电机技术甚至可以实现两侧车轮反转来达到原地转向的目的。此外，对于一些特种车辆，如车轮数量超多的“毛毛虫车”来说，轮毂电机也是非常好的解决方式。

4、便于采用多种新能源车技术采用轮毂电机可以匹配包括纯电动、混合动力和燃料电池电动车等多种新能源车型

轮毂电机可以和传统动力并联使用，这对于混合动力车型很有意义

新能源车型不少都采用电驱动，因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车，抑或是增程电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力；即便是对于混合动力车型，也可以采用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，新能源车的很多技术，比如制动能量回收（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。

由于轮毂电机具有高效率，高集成度的优点，与新能源汽车十分契合，在新能源汽车领域有非常好的发展前景。

轮毂电机不足：

1、轮毂电机要安装在轮圈内，增大簧下质量和轮毂的转动惯量，对车辆的操控有所影响，譬如以Protean公司生产的轮毂电机来看，单个电机的质量为30kg。（面对颠簸路况的糟糕乘坐感受吧）

铝制下摆臂采用主要就为减重，如果加上轮毂电机，这些努力也就白费了

对于普通民用车辆来说，常常用一些相对轻质的材料比如铝合金来制作悬挂的部件，以减轻簧下质量，提升悬挂的响应速度。可是轮毂电机恰好较大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，这对于车辆的操控性能是不利的。不过考虑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。

2.、电制动性能有限，维持制动系统运行需要消耗不少电能，电涡流制动容量不高，在重型车上需要配合机械制动系统共同工作。对于电动车而言，要达到更高的制动效果则需要耗费更高的能量，在一定程度上影响了续航里程。（一辆汽车开着开着就没电了是怎样一种体验？）

商用车车桥的内置缓速器采用涡流制动原理，而轮毂电机的制动也可以利用这一原理

现在的传统动力商用车已经有不少装备了利用涡流制动原理（也即电阻制动）的辅助减速设备，比如很多卡车所用的电动缓速器。而由于能源的关系，电动车采用电制动也是首选，不过对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，不能满足整车制动性能的要求，都需要附加机械制动系统，但是对于普通电动乘用车，没有了传统内燃机带动的真空泵，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，即便是再生制动能回收一些能量，如果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重要因素之一。

3.、工作环境恶劣，面对着防水、防尘、防高温、防老王的各种考验（悲剧……） 有没有一种瞬间破功的感觉？

由于轮毂电机增加了簧下质量，会影响车辆的操控性能，此外，还有很多防水防尘防震和散热的挑战需要克服。另外轮毂电机还没有大规模量产，成本居高不下，推广普及还需要一定时间。

2、轮毂电机技术有前景吗？

新能源汽车的兴起带来产业链上游关键零部件的更新浪潮，轮毂电机作为典型的分布式驱动系统，具有广阔市场前景。与集中式驱动系统相比，分布式驱动系统具有传动链短、经济性好、车身内部空间利用效率高等特点。

轮毂电机是传动效率最高的分布式驱动系统，通过将驱动电机设计安装在车轮内部，输出转矩直接传输到车轮，全部或部分舍弃传统的离合器、减速器、传动桥等机械传动部件，使得汽车结构大为简化。

轮毂电机技术和应用通过颠覆式创新改变传统汽车传动系统，在新能源汽车行业颇具前瞻性被广泛关注，并被认作是未来新能源汽车驱动技术的主流发展趋势，其产业化发展前景巨大。 青岛法恩研制的具有自主知识产权的轮毂电机智能化装配检测线将给新能源汽车的驱动设计带来更广阔的前景。

3、为什么轮毂电机没有被现有汽车应用？

轮毂电机，就是指将集成了减速器的电机总成直接装配在轮毂里。

光看轮毂电机的定义，大家可能觉得会有点陌生甚至神秘。其实轮毂电机并不算什么新技术，从诞生到现在都有一百多年的历史了，而且现在也还在被广泛应用。只不过并不是应用在汽车上，而是我们大家最习以为常的电动自行车上。

注意看上图电动自行车的后轮，用的就是一体式密封的轮毂电机驱动的。现在市场上绝大部分电动自行车都是采用的这种后轮轮毂电机驱动。为什么轮毂电机在电动自行车上应用这么广，在汽车上应用却很少呢。原因就是因为电动自行车是两轮的，而汽车是四轮的。（别笑，我说的是认真的）

因为电动自行车采用的一前一后两轮布局，不存在像汽车一样并排的两个轮子之间会存在速差。而且电动自行车的减震悬挂是放在轮毂外面的，就像上面后轮边上的那个减震液压弹簧，并不会存在空间限制。因此，电动自行车可以将轮毂电机整个包裹密封起来。这样就能有很好的防尘防水效果，提高了轮毂电机的使用寿命。轮毂电机的应用大大减少了电动自行车的车身结构，轻便小巧，减少自重还能增加续航里程，这些优点都使电动自行车呈现爆发式增长，拥有庞大的市场。

但是汽车并没有电动自行车这些优点。汽车采用的是前2后2两轮并排的布局。这样的结构在直行时并没有什么影响，但是在转弯的时候，左右对称的两个车轮速度就会有差别，而要解决速差，又要增加一套差速设备，这样就增大了轮毂电机的体积和重力，使得轮毂电机的小巧优势减少。

同时，汽车轮毂里面还要放置悬挂系统，所剩的空间并不宽裕，如果还要再放置轮毂电机的话，只会增加悬挂的重量，这对车辆操控性来说几乎就是灾难性的影响。要知道现在很多汽车采用铝合金铸造件来制作悬挂配件代替钢材，为的只是减少那么几公斤的悬挂系统重量，以提高悬挂响应速度。但是要加入轮毂电机的话，以现在的技术，轮毂电机并不能做到理想的重量，这对汽车悬挂的影响也是不得不面对的一个难题。

而且，因为有汽车悬挂系统的存在，在前轮还有转向系统，这样汽车轮毂就没有办法像电动自行车轮毂电机一样做成一体式密封的，这样电机的防尘防水效果也要大打折扣，影响了电机的寿命。

同时因为汽车速度比电动自行车快很多，需要更大功率的电机来驱动。在轮毂里相对狭小的空间里，电机的散热也是一个很大的问题。散热不良，也会严重影响轮毂电机的使用寿命。

综合上述理由，轮毂电机在汽车领域应用并不是很多。有限的使用领域也是在电动公交车上，因为公交车体型庞大，布置轮毂电机相对来说要从容很多。但是随着国家对新能源汽车的重视和轮毂电机技术的发展，相信在以后轮毂电机一定会大量运用到小型乘用车上。

4、电动车都用轮毂电机，为何中置电机却用得很少？

电动车采用轮毂电机的原因是结构可以更紧凑、传动装置更简洁、成本低、寿命长。而中置电机结构复杂、内部带有减速装置、传动机构复杂、成本要高一些。

目前中置电机多用在助力山地车上，此时中置电机的优势完全可以发挥出来。例如全避震车架采用中置电机后不会影响簧下质量。而轮毂电机因为没有减速增扭装置，为了提高扭力不到不采用更大的磁钢，所以体积必须做的很大，自重也会增加。所以采用轮毂电机会打破车前后轮平衡、运动性变差。这也中高端自行车不采用轮毂电机的原因。

而日常生活中骑行的电动车多数是作为代步使用，骑乘感受、运动性都不是该追求的目标，耐用、续航能力强、成本低才是代步车的目标，所以轮毂电机更合适一些，耐用、成本低、不需要链条传动、可靠性高。

5、三轮电动车的电机是"差速电机"好,还是"轮毂电机"好？

差速电机和轮毂电机基本上不存在什么好与差,他们的速度都是相当的,使用差速电机呢?需要定期更换机油,而轮毂电机不需要这点的维护.差速电机是依靠齿轮直接带动.而三轮车的的轮毂电机却有链条的.如果选择爬坡性能好的话,我个人建议选择差速电机.当然,它们都有个子的优点.

6、电瓶车侧挂电机好还是轮毂电机好为什么？

你好，其实电瓶车侧挂电机和轮毂电机各有优势：前者功率可以做的比较大，后者好比汽车的发动机前置驱动，结构简单而且机械传动效率很高。在比较大型的电瓶车采用前者好，小型的电瓶车使用后者为好。请你参考

7、有成熟的电动轮毂技术吗？

首先，先介绍一下什么是电动轮毂

所谓电动轮毂其实就是轮毂电机，轮毂电机技术就是集成了减速器的电机总成直接放在轮毂中，由轮边电机直接驱动车轮，相比传统电动车而言，轮毂电机省去了差速器、半轴甚至二级变速装置。这让它可以灵活地布置于各类电动车辆的车轮中，直接驱动轮毂旋转。在动力配置、传动结构 、操控性能、能源利用等方面的技术优势和特点极为明显。

但是轮毂电机也有缺点

比如簧下质量的增加，一般情况下，中高档的轿车都会采用铝合金悬挂，这样能降低簧下质量提升操控性。但是轮毂电机恰好大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量。在操控感会稍差。

还有就是电制动能力问题，电制动就意味了有着更大的能量消耗，即便是再生制动能回收一些能量，如果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重要因素之一。

轮毂电机的应用

最成功的应用应该就属远销海外的比亚迪纯电大巴K9了，其后桥采用了整合减速机构的轮毂电机系统，兼备再生制动系统。单个电机最大马力122匹，最大扭矩500牛米。