科研贴：轮毂电机的国内外研究现状

电传动技术是车辆实现全电化的重要基础，电驱动系统是电动车辆的动力核心，而轮毂电驱系统是电驱动系统的终极驱动形式，轮毂电机的性能在轮毂电驱系统中具有决定性作用。随着电机领域新原理、新材料和电机加工工艺的不断发展，越来越多的新型电机拓扑结构和新工艺被提出和应用，有利于突破传统轮毂电机的部分瓶颈问题。

美国和德国最早针对轮毂电机展开研究，进入21世纪，轮毂电机的研发工作在全球兴起。目前，国外技术比较先进的轮毂电机研制企业主要集中在欧洲，例如，舍弗勒（Schaeffler）、Protean、Elaphe、NTN、TM4和米其林等，表1所示为现阶段国外轮毂电机产品关键指标比较。

表1 国外轮毂电机产品关键指标比较

Protean轮毂电机均为外转子直驱方案。Protean公司研发的第四代轮毂电机，型号为Pd18，适用于18 in轮辋，其峰值功率和峰值转矩分别可以达到80 kW和1250 N·m，该电机的质量为36 kg，峰值转速为1600 r/min，其转矩密度可以达到34.7 N·m/kg，功率密度高达2.22 kW/kg，并且驱动效率和制动效率最高可分别达到93%以上和91%以上。

法国TM4公司设计的轮毂电机采用外转子结构，其将电机的转子、轮辋和和制动器进行了一体化设计，大幅度提高了轮毂电机的集成度，有效地降低了轮毂电机的总体质量。该轮毂电机的额定功率和峰值功率分别为18.5 kW和80 kW，额定转速为950 r/min，峰值转速高达1385 r/min，额定工况下的平均效率可达96.3%。

Elaphe作为轮毂电机生产厂家，其有很多种产品，主要包括S400，应用于轻型电动和和混合动力汽车，峰值转矩为400 N·m，峰值转速为1560 r/min，峰值功率为40 kW；M700，主要应用于15/16 in轮毂内，其峰值转矩为700 N·m，峰值转速为1500 r/min，峰值功率为75 kW；M1100，主要应用于重型车辆，其峰值转矩为1100 N·m，峰值转速为1160 r/min，峰值功率为90 kW；LEV，其峰值转矩为225 N·m，峰值转速为1200 r/min，峰值功率为20 kW；COSIVUV，其峰值转矩为1000 N·m，峰值转速为1250 r/min，峰值功率为75 kW。

舍弗勒公司重点研发的轮毂电机类型为减速驱动型结构，具有集成度高的特点，其研发的第四代产品主要针对A0级小型汽车，最小可以应用于14 in的轮辋。该公司研发的某款轮毂电机的峰值转矩为700 N·m，峰值功率为40 kW，额定功率为33 kW。

近些年，通过承载结构及整体优化、电磁优化设计及工艺优化，我国的轮毂电机产业不断发展，国内轮毂电机产品关键指标比较见表2。

表2 国内轮毂电机产品关键指标比较

本文摘编自《电工技术学报》，原文标题为“永磁轮毂电机技术发展综述”。