什么是輪轂電機呢？顧名思義就是把電機做到了輪轂里面，直接驅(qū)動車輪。輪轂電機技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機技術(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械部分大大簡化。輪轂電機技術(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的電動汽車，在20世紀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，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。

輪轂電機的結(jié)構(gòu)形式

輪轂電機動力系統(tǒng)通常由電動機、減速機構(gòu)、制動器與散熱系統(tǒng)等組成。輪轂電機動力系統(tǒng)根據(jù)電機的轉(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的結(jié)構(gòu)簡圖。通常，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機，電機的最高轉(zhuǎn)速在1000－1500r/min左右，無任何減速裝置，電機的外傳子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機相同。內(nèi)轉(zhuǎn)子型則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，同時裝備固定傳動比的減速器。為了獲得較高的功率密度，電機的轉(zhuǎn)速通常高達10000r/min。減速結(jié)構(gòu)通常采用傳動比在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；缺點是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量增大，電機的最高轉(zhuǎn)速受線圈損耗、摩擦損耗以及變速機構(gòu)的承受能力等因素的限制。低速外轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)簡單、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，沒有減速機構(gòu)，因此效率高；缺點是如要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必須增大發(fā)動機體積和質(zhì)量，因而成本高，加速時效率低，噪聲大。圖所示為兩種結(jié)構(gòu)形式的輪轂電機。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動車中都有應(yīng)用，但是隨著緊湊的行星齒輪變速機構(gòu)的出現(xiàn)，高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式驅(qū)動系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。

外轉(zhuǎn)子型

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

電機磁場的類型分類

輪轂電機系統(tǒng)的驅(qū)動電機按照電機磁場的類型分為徑向磁場和軸向磁場兩種類型。對比如下：

（1）軸向磁通電機的結(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)更簡單成熟。

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

（1）感應(yīng)（異步）電機結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠，轉(zhuǎn)矩脈動小，噪聲低，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高；缺點是驅(qū)動電路復(fù)雜，成本高，相對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低；

（2）無刷永磁同步電機可采用圓柱形徑向磁場結(jié)構(gòu)或盤式軸向磁場結(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，已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲得應(yīng)用；

（3）開關(guān)磁阻式電機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩特性好等特點，適用于電動汽車驅(qū)動；缺點是設(shè)計和控制非常困難和精細，運行噪聲大。