轮毂电机：下一代汽车驱动技术的革命性突破

轮毂电机：下一代汽车驱动技术的革命性突破

轮毂电机作为下一代汽车驱动技术的潜在革命性方案，近年来在国内外的研究热度持续攀升。本文将为您详细解析轮毂电机的核心技术原理、国内外研究进展以及未来市场前景。

国际研究轮毂电机的核心技术

轮毂电机在国外的研究重点主要集中在优化电机的几何参数和性能指标上。具体来说，研究者们关注轮毂电机中的轴向长度、气隙磁通密度、磁体厚度和齿宽等关键参数。通过模拟仿真数据，研究人员能够找到最佳性能的轮毂电机设计方案。

轮毂电机的绕组方式研究

轮毂电机天然自带定子结构，定子是固定部分，转子是外部旋转部分。其具体参数如下：

• 定子铁芯外径：195毫米
• 内径：128毫米
• 每个槽的导体数量：42个
• 导体直径：2304mm
• 绕组类型：整卷
• 平行分支数量：1
• 定子插槽数量：18
• 转子外径：213毫米
• 转子内径：196.5毫米
• 转子包装长度：33.7毫米
• 磁铁厚度：4毫米

轮毂无刷电机绕组方式及参数详解

在Ansys/RMxprt仿真程序中，轮毂无刷直流电机展示了效率为88.44%，额定转速为325rpm。如果额定转速能达到20000rpm，效率可能会接近99%。这比市面上量产的整车电机效率高出2%。

基于遗传算法的轮毂无刷直流电机优化

遗传优化（GA）算法主要适用于测算及锁定最优电机性能参数，通常使用五步实现，即建模、匹配、筛选、执行、循环。GA算法可以优化轮毂无刷直流电机的效率，包含内部变量定子的直径、转子的外径、长度、空气间隙的高度、槽的高度、电机轴向的长度、气隙磁通密度、磁体厚度和齿厚。

目前，加拿大公交集团已经实现小范围的轮毂电机公交车的试运行，但是量产还未实现。

国内研究轮毂电机的进展

在国内，研究轮毂电机的企业主要有弗迪动力、吉利汽车、汇川动力、亚太电机等，主要研究方向聚焦于电机的性能、外观设计和底盘设计方向。

高性能轮毂电机分布式驱动

集成角模块悬挂总成使底盘实现左右轮的机械电气解耦，轮端可实现-90到+25度的转向，使底盘具有横移、蟹形变道、后轮辅助转向、枢形移车、原地转向等机动姿态。完全解耦的线控转向技术实现了SBW与分布式四轮角模块的融合控制。同时模拟EMB技术，实现和轮毂电机制动能量回收的协调控制，提升底盘安全性与经济性。

簧下质量降低研究

轮毂驱动式电动汽车不仅取消了发动机、离合器、变速器、传动轴等装置，而且在轮辋内部安装了轮毂电机，造成簧载质量减少、非簧载质量显著增加的后果。非簧载质量过大对汽车行驶平顺性有影响，对高速行驶在路况差的路面上的车辆更为明显。目前，国内外降低非簧载质量的方法主要有轻量化设计和非簧载质量转换两种方法。

轻量化设计主要是指选择材料为铝、镁合金的悬架、轮辋及其他零部件，或者从结构上将电机、轮辋、轮毂、轮毂轴承和制动系统等部件一体化设计。同济大学将悬架与电动轮模块进行高度集成，较大程度减轻了车辆底盘结构。

轮毂电机的未来发展

轮毂电机系统是分布式电驱的核心零部件，未来轮毂电机市场预计2030年将会达到103亿美元，一旦量产将对汽车行业产生颠覆性影响。各大主机厂、供应链企业、标准协会等均在广泛布局这项革命性技术。