灵感来自哪吒的风火轮？浅析轮毂电机前景

对汽车有一定了解的朋友们都知道，发动机的布局无非就是前中后这几种。而道了电动车时代情况就不太一样了。今天小编就给大家介绍一种比较奇葩的技术——轮毂电机。

将电机布置在轮毂当中，这一想法听起来似乎挺疯狂，不过在100多年前却已经成为了现实。而现在在马路上跑的汽车中，却几乎看不到这项技术的沿用，这是为什么呢？别着急咱们慢慢说。

轮毂电机是什么

轮毂电机

传统电机

首先我们来了解一下什么是轮毂电机。顾名思义，轮毂电机技术就是将集成了减速器的电机总成直接布置在轮毂中，由4个轮边电机直接驱动4个车轮，相比传统电动车而言，轮毂电机技术省去了差速器、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。与内燃机、单电机等传统集中驱动方式相比,其在动力配置、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。

轮毂电机的优点

省略大量传动部件，让车辆结构更简单

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。除了结构更为简单之外，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。

可实现多种复杂的驱动方式

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。

便于采用多种新能源车技术

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。

轮毂电机的缺点

增大簧下质量和轮毂的转动惯量，对车辆的操控有所影响

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。

电制动性能有限，维持制动系统运行需要消耗不少电能

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(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。

此外，轮毂电机工作的环境恶劣，面临水、灰尘等多方面影响，在密封方面也有较高要求，同时在设计上也需要为轮毂电机单独考虑散热问题。

轮毂电机的应用

种种因素导致了我们很难看到轮毂电机在汽车上的应用，但是也并不是没有。比如远销海外的比亚迪纯电大巴K9，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，采用水冷冷却系统。

总得来说，轮毂电机技术就是将电机、减速齿轮、电控系统、冷却系统都集成在轮毂这一狭小的空间内，对于轮边空间有限的普通乘用车来说无异于雪上加霜。所以就目前轮毂电机的制造、封装水平而言，可能还不能给普通乘用车领域的传统电动汽车带来较大的成本优势。所以尽管轮毂电机未来的发展前景是好的，但是就目前的技术和成本控制而言，将其普及还有待时日。