牙举锋

摘 要：在当前科学技术的发展下，机械制造技术也得到了一定的发展，促使轮毂电机技术逐渐成熟，将其应用在新能源汽车中，可以有效提高电动汽车的行驶里程，且在当前电动汽车领域不断发展的基础上，也加强了对轮毂电机技术的关注力度。在当前环保型，节约型社会的大力建设下，能源汽车会成为未来汽车行业的主要发展趋势，对此人们需要科学选择关键部位，科学应用轮毂电机技术，以此发挥电机的自动化优势，有效满足汽车行业的发展趋势。对此，本文主要浅谈轮毂电机技术在新能源汽车上的应用分析，具体阐述了轮毂电机技术的概述和优点，后提出了常见的问题，最后提出了具体的应用。

关键词：轮毂电机 驱动系统 新能源汽车 应用分析

Application Analysis of In-wheel Motor Technology in New Energy Vehicles

Ya Jufeng

Abstract：Under the development of current science and technology， machinery manufacturing technology has also been developed to a certain extent， which has promoted the gradual maturity of hub motor technology， and its application in new energy vehicles can effectively improve the mileage of electric vehicles. On the basis of the continuous development of the current field of electric vehicles， it has also strengthened the attention to hub motor technology. Under the current vigorous construction of environmentally friendly and energy-saving society， energy vehicles will become the main development trend of the automotive industry in the future， for which people need to scientifically select key parts and scientifically apply hub motor technology， so as to give full play to the automation advantages of motors and effectively meet the development trend of the automotive industry. In this regard， this paper mainly talks about the application analysis of hub motor technology in new energy vehicles， specifically expounds the overview and advantages of hub motor technology， then puts forward common problems， and finally puts forward specific applications.

Key words：hub motor， drive system， new energy vehicle， application analysis

1 引言

隨着我国汽车工业的不断发展，能源短缺，环境污染问题逐渐成为影响汽车产业发展的主要因素，当前，世界各国汽车企业，政府都在积极探索一种新的汽车生产技术，大力开发新能源汽车，并推进其产业化发展，以此明确技术发展路线。当前，新能源汽车主要是一种插电式混合动力汽车、纯电动车、燃料电池车等，在当前，电池、电机、电控等三大技术是能源汽车的核心技术，也是未来新能源汽车产业、零售业、科研院校研究的主要方向。对于传统的汽车而言，最为关键的构建式发动机，发动机是汽车的心脏，对此，在未来也需要以此为研发重心。需要大力研发新型的轮毂电机技术，将轮毂电机技术应用在新能源汽车领域中，有效发挥技术优势，推动新能源汽车产业的不断发展。

2 概念

因为轮毂电机技术的本身的优点，被认为是新能源汽车驱动系统最佳解决方案，其可以将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，可以不需要安装离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件。其作为新一代汽车电机技术，便捷，将其应用在汽车领域中可以改变汽车零部件产业格局，虽然轮毂电机技术在全球范围内应用较早，但在国内还不成熟。我国一些电动汽车企业都是走中央电机驱动的路线，该技术是从传统汽车转变过来的，绝大部分车的底盘还是传统车的底盘，没有按照纯电动汽车的特点来开发，对此其也有一定的缺陷。当前关于轮毂电机技术在新能源汽车上的应用还没有广泛推行，对于技术的应用还存在一定的分歧，对于优势来说技术已经可以达到产业化水平；对于缺点来说轮毂电机技术瓶颈很难突破，短期内不宜大规模推广。

3 轮毂电机的优点

3.1 高效率

轮毂电机传动系统结构简单，可有效提高传动效率，通过直接驱动车轮，可以对传统的传递路径进行改善，节省能量，减少损失，通过效率提升增加续航里程，但是因为轮毂电机本身较重，对于整车结构来说还有一定的弊端。

3.2 空间布置

因此在未来，人们需要对轮毂电机，电池进行轻型化设计，有效满足要求，电机可以通过高度集成化处理，减少传动结构的中间环节，可以节省前舱布置空间，有效将四驱车辆后排座椅凸起，为乘客乘坐提供舒适性，不需要再设置变速箱。

3.3 降低成本

由于节省了复杂的传动机构，机构更简单，零件更少，整车成本会下降。但是目前由于轮毂电机产业化还远远不够，而且技术被少数公司垄断，轮毂电机成本还居高不下。不过随着轮毂电机前景被各大车企看好，一步步实现产业化，这部分优势会逐渐体现出来。

3.4 模块化处理

因为轮毂电机本身的高度集成，可以从轮毂电机本身的理论出发，优化车轮设计，通过模块化处理，可以减少重复开发的问题，缩短新车型的开发时间，降低开发成本。

3.5 便于控制

可以提高控制效率，因为电机直接驱动车轮运行，可以直接通过一个电机控制器对车轮进行控制，确保车轮转速和扭矩精度都符合要求，一般情况下，对于车辆左右轮转速可以有效进行反方向的控制，调整插动转向，缩小车辆的转向半径，可以确保车辆实现原地转向，减少对轮胎的磨损。对于四轮轮毂电机的车辆也可以提高制动能量回收率，现有的轮机轮毂电机扭矩也需要进行调整，确保其满足制动要求，根据此要求调整电池组的充电功率。

4 轮毂电机技术在新能源汽车应用中的常见问题

4.1 电机过热退磁问题

在当前轮毂电机技术应用时常常会出现轮毂电机材料退磁问题，因为车轮本身长期处于大负荷低速爬长坡状态下，电机本身也处于空间狭小的车轮内，容易因为内外温度便出现冷却不足导致电机过热的现象，且电机本身的制动也会导致电机发热。有专家发现过热会导致电机材料退磁，直接影响整车性能。在汽车制动时，制动器会产生热量，热量直接传到电机上，对于这种材料本身的过热退磁问题在当前还没有可靠的技术方法来解决，在一系列实验探索下，有人提出通过性能良好的冷却系统来散热热量，有效规避电机材料退磁现象的发生。在当前人们已经设计了前水冷系统，通过水冷来冷却定子，转子可以由风来冷却，因为电机本身的主要热量来自制动器，汽车在制动过程中产生的热量会对电机有附加影响。对于这种问题的解决需要对热量进行阻隔，以此减轻电机热负荷。

但是当前一些厂家在制作轮毂电机时只单一制作发电机，没有从轮毂本身的结构进行分析，一般情况下，人们可以将轮毂做成风扇结构来强化冷却效果，将轮毂和电机进行综合设计，可以冷却效果。在具体设计时还需要考虑制冷效果，不影响电机本身使用效率的基础上需要进行散热分析，采用水冷的方法进行散热，以此科学设置冷却水路，以此满足电机具体使用需求。在具体解决该问题时可以从轮毂电机领域本身的应用情况进行分析，因为电机永磁体温度上升到一定程度后就会产生的退磁现象，对此人们可以通过控制温度来解决该问题。人们可以在刹车盘中设置硅钢片，以此对汽车制动时摩擦产生的热量进行隔热处理，对于电机定子使用冷却水实现降温处理，以此确保电机材料的温度得以控制，为了提高效率，人们可以通过有限元测试来保证效果。

4.2 质量增加问题

在当前新能源汽车产业中应用轮毂电机时也需要考虑如何实现轮毂电机的产业化、一体化，但是在当前产业绘画发展中还存在弹簧质量下降的问题，该问题是影响轮毂电机发展的核心问题，对于传统的汽车来说，如果使用一些轻型的铝合金材料来作为悬挂式的部件可以有效降低弹簧质量，提升悬挂响应速度。但是轮毂及本身提高弹簧质量，导致轮毂转动惯量增加，会影响车辆的正常控制，这主要是因为现有的轮毂电机成熟不成熟的问题，在新能源汽车应用中有一定的弊端。对新能源汽车而言，簧下质量会影响汽车本身的性能，主要是因为驱动系统是一种悬架结构，轮毂电机的存在会导致悬下重量增加，对汽车的平順性产生影响。将轮毂电机应用在新能源汽车中会影响车辆的正常运行，对此人们需要对悬架结构进行设计改进，但是悬架的变化就相当于整车全新一代的车型开发，难度较大。但是也有一些人认为簧下质量虽然会影响整车性能，但是相比传动燃油车，电动汽车的簧上质量也在增加，比如电池重量，如果从该角度来分析，对于车的性能影响就不会特别明显。在未来汽车技术的发展下，新能源汽车也会影响轻型化的方向发展，且轮毂电机技术也会发生较大的变化，也会向着轻型的方向发展，对此人们需要加强簧上和簧下的质量控制，以此减少对整车质量的影响。

4.3 产业化条件不足问题

在当使用轮毂电机时除了电极材料过热退磁和簧下质量增加问题外，轮毂电机能否与整车如何有效集成以及电机的一致性、耐久性差的问题也是影响轮毂电机驱动汽车的产业化发展的核心问题。通过测试发现，轮毂电机对一些新能源汽车的应用有一定的条件限制，在具体应用时不能只考虑轮毂电机本身的特点，也需要从整车角度出发来分析轮毂电机在产业化应用的优势和不足。从整车的角度来看，想要有效推动新能源汽车的产业化发展，轮毂电机在未来应用时还无法推进产业化，在集成方面，人们在具体搭配轮毂电机时，在进行整车设计时需要根据悬架参数来匹配，在此过程中没有显著的技术难题。但是在将燃油车改成电动汽车时，因为簧上质量增加，悬架的变化调整，在具体应用轮毂电机时，悬下质量加重也需要根据要求及时调整。想要有效实现该目标，就需要轮毂电机开发商和车厂协调配合进行，以此发挥其优势和长处，但是从本质上来看，还存在一些无法解决的技术性难题，无法实现规模化的商业应用，难以实现产业化发展。虽然国外一些新能源整车制作厂已经应用轮毂电机实现汽车驱动，但是只停留在测试阶段，也没有大规模推广和应用。还有一部分整车厂拒绝采用轮毂电机。对此，人们汽车厂需要根据自身的实际情况和技术条件做好评估和分析，不断进行测试和探索。

5 轮毂电机技术在新能源汽车上的应用

5.1 轮毂电机的布置

在进行轮毂电机的布置时，需要设置集中电机驱动和轮毂电机驱动系统，采用电机驱动的方式来布置电动汽车。在此过程中，具体包括电力电子装置，变速器，传动轴，差速器，车轿等构件，整个布置流程繁琐，结构复杂、成本高。对此，人们需要综合分析，当前主要采用的是轮毂电机驱动方式形式的电动汽车，在电机系统中，主要以电力电子装置为核心，以此有效实现电机本体的集成化处理。将电机直接安装在轮毂上后，通过模块化设计、集成化处理，有效实现目标，不需要直接使用其他的传动部件，促使整个结构简单，零部件数量少，成本低，集成效果显著，有效发挥车辆的空间利用作用，提高传动效率。

5.2 轮毂电机的特性分析

轮毂电机技术不同于传统的集中电机驱动装置，其优势显著，具体的特性主要表现在以下几个方面：

第一，采用轮毂电机驱动，可以直接将传统的动力传动硬件改造成为一种软连接式的结构形式，不需要再次安装传统汽车需要的离合器、变速器、机械操纵换挡式装置、传动轴、机械差速器等，可以优化汽车结构。拓宽车辆内部空间，提高空间利用率，优化整车布置，优化车身整体造型，有效满足车辆行驶的要求。

第二，采用轮毂电机驱动，可有效提高电动轮的驱动力，通过直接动力控制，确保其更加便捷灵活，因为驱动轮两侧没有刚性连接轴，不需要安装机械差速器，确保汽车在转弯的过程中，可以通过两侧的驱动轮有效实现转速，缩减转速差距，有效缩减车辆的轉弯半径。在特殊情况下可以在原地转向，其可以有效应用，在车辆、特殊车辆中发挥距离的作用价值，促使各个电动轮之间灵活、自由的配合，协调，避免了各种摩擦、损耗情况的发生，以此提高传动效率。

第三，可以促使电动轮电气制动更加灵活，机电复合制动更加便捷，各个电动轮运行更加流畅，有效满足基本要求。

第四，对于纯电动、燃料电池、新型的电动车等不同电力驱动形式的新能源汽车都可以采用轮毂电机驱动方式，通过优化设计可以最大限度地释放制动能量，可以制作出轮毂电机驱动式的车型，有效提高电动机的功率密度，以此满足人们的出行需求，确保设计方案科学、合理、可靠。但是轮毂电机驱动方式也存在一些缺陷和不足，在这种结构形式下，可以对避震弹簧质量产生影响，因为轮毂自身的转动惯性对密封性要求较高。此外，在具体设计时也需要综合分析轮毂，电动机本身的散热防水问题，当前轮毂电机一些核心。元件器件，比如大功率集成模块、儿控制器等都需要从外国进口，成本较高。相比于我国的电动汽车技术现状还无法满足其要求，在产业化发展的过程中也会受到较大的影响，这次在未来还需要不断研发改进。

6 结语

将轮毂电机技术应用在新能源汽车中，可以更好地实现轮毂电机驱动，有效改变传统驱动形式的不足。通过一种新的驱动形式，可以破除集中电机驱动存在的弊端，不需要设置复杂的机械传动系统，通过轮机驱动系统确保各个构件原件。控制更加便捷，更加协调，布置更加灵活多变，优势显著，企业可以有效满足新能源汽车产业未来发展需求，明确其方向。在未来我国科学技术的进一步发展下，可以促使轮毂电机驱动技术体系更加成熟。

参考文献：

[1]逯玉沛，佘际宇.浅析新能源汽车产业发展现状及对我国发展的启示[J].汽车与驾驶维修（维修版）.2018（07）.

[2]杨军，徐芙蓉，沈陈越，洪金涛.新能源电动汽车使用轮毂电机关键技术浅析[J].汽车与驾驶维修（维修版）.2018（01）.

[3]李刚，姬晓，徐春生，刘鹏.分布式驱动电动汽车个性化智能控制关键技术综述[J].辽宁工业大学学报（自然科学版）.2019（06）.

[4]孔垂毅，代颖，罗建.电动汽车轮毂电机技术的发展现状与发展趋势[J].电机与控制应用.2019（02）.

[5]廖文良，沈汉鑫，洪剑锋，林再法，罗大庆，陈文芗.一种采用电压控制轮毂电机驱动电动汽车的电子差速器[J].唐山师范学院学报.2020（06）.

[6]陈国迎，姚军，王鹏，夏其坤.适用于后轮轮毂驱动车辆的稳定性控制策略[J].吉林大学学报（工学版）.2021（02）.