本文討論的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:

1.輪轂電機(jī)與普通電機(jī)有什么區(qū)別

2.德國(guó)舍弗勒與福特試制配備輪轂電機(jī)的概念車(chē)

3.輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)難度

第一個(gè)問(wèn)題“輪轂電機(jī)與普通電機(jī)有什么區(qū)別” 討論如下：

陳先生:輪轂電機(jī)體積小，功率密度大

張先生:輪轂電機(jī)就是裝在車(chē)輪里的電機(jī)，特點(diǎn)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)?？芍苯域?qū)動(dòng)車(chē)輪！

張先生:輪內(nèi)電機(jī)有內(nèi)轉(zhuǎn)子帶行星減速器的，也有直接驅(qū)動(dòng)外轉(zhuǎn)子的。工作溫度很高且散熱不便，功率受直徑影響太大，所以是最高難度的汽車(chē)馬達(dá)技術(shù)，只有日本才有的。

吳先生:輪轂電機(jī)目前用在電動(dòng)自行車(chē)上面的比較多

李先生:電動(dòng)自行車(chē)上都使用輪轂電機(jī)。一般都是直流無(wú)刷，基本上很少壞的?，F(xiàn)在也有很多使用在電動(dòng)汽車(chē)上，但是控制是一個(gè)問(wèn)題。且價(jià)格高。

余先生:輪轂電機(jī)多是永磁無(wú)刷電機(jī)布在輪轂處使用的電機(jī)，普通電機(jī)是指有刷電機(jī)，或是異步，有刷又有多種。。?；蛟S是電機(jī)布置位置不同。。。

王工程師:汽車(chē)輪轂電機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)析

輪轂電機(jī)技術(shù)又稱(chēng)車(chē)輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車(chē)輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車(chē)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車(chē)所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開(kāi)展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國(guó)際汽車(chē)巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國(guó)內(nèi)也有自主品牌汽車(chē)廠商開(kāi)始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù)。

對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)輛來(lái)說(shuō)，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的，而這些部件不但重量不輕、讓車(chē)輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問(wèn)題。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，在滿足目前空間需求的前提下，未來(lái)使用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛在體積上可以變得更加小巧，這將幫助人們改善城市中的擁堵和停車(chē)等問(wèn)題。同時(shí)，獨(dú)立的輪轂電機(jī)在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛方面靈活性更高，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)車(chē)輛難以實(shí)現(xiàn)的功能或駕駛特性。

輪轂電機(jī)恰好較大幅度地增大了簧下質(zhì)量，同時(shí)也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這對(duì)于車(chē)輛的操控性能是不利的。此外，輪轂電機(jī)工作的環(huán)境惡劣，面臨水、灰塵等多方面影響，在密封方面也有較高要求，同時(shí)在設(shè)計(jì)上也需要為輪轂電機(jī)單獨(dú)考慮散熱問(wèn)題。目前，福特汽車(chē)公司與汽車(chē)零部件廠商舍弗勒正在共同開(kāi)發(fā)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，他們將用這項(xiàng)技術(shù)打造第一輛“后輪驅(qū)動(dòng)”的嘉年華。

朱先生:

輪轂電機(jī)技術(shù)又稱(chēng)車(chē)輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車(chē)輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車(chē)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車(chē)所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開(kāi)展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國(guó)際汽車(chē)巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國(guó)內(nèi)也有自主品牌汽車(chē)廠商開(kāi)始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，在2011年上海車(chē)展展出的瑞麒X1增程電動(dòng)車(chē)就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。

米其林研發(fā)的將輪轂電機(jī)和電子主動(dòng)懸掛都整合到輪內(nèi)的驅(qū)動(dòng)/懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

王先生:

輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外傳子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min，無(wú)減速裝置，車(chē)輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同；而內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，配備固定傳動(dòng)比的減速器，為獲得較高的功率密度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/min。隨著更為緊湊的行星齒輪減速器的出現(xiàn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競(jìng)爭(zhēng)力。

典型內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

第二個(gè)問(wèn)題“德國(guó)舍弗勒與福特試制配備輪轂電機(jī)的概念車(chē)”討論如下：

王工程師:德國(guó)舍弗勒與福特試制配備輪轂電機(jī)的概念車(chē)

【日經(jīng)BP社報(bào)道】德國(guó)舍弗勒集團(tuán)（Schaeffler Group）宣布，與福特汽車(chē)共同試制成功了配備該集團(tuán)制造的輪轂電機(jī)“eWheel Drive”的概念車(chē)。該車(chē)以福特“嘉年華”（Fiesta）為原型，在左右后輪內(nèi)各內(nèi)置了一臺(tái)eWheelDrive。該車(chē)的特點(diǎn)在于，不僅是馬達(dá)，連驅(qū)動(dòng)電路、控制裝置、控制器及冷卻系統(tǒng)全部收放在車(chē)輪內(nèi)。馬達(dá)為內(nèi)轉(zhuǎn)子型，無(wú)減速器。制動(dòng)器為鼓式。

概念車(chē)的最大輸出功率為每輪40kW，可連續(xù)輸出33kW。與2010年以歐寶（Opel）的“Corsa”為原型的概念車(chē)配備的第一代輪轂電機(jī)相比，此次采用的第二代eWheel Drive的輸出功率提高了約3成，扭矩也提高了75％。驅(qū)動(dòng)電壓為360～420V。 內(nèi)置了eWheelDrive的輪轂的重量為53kg，比原來(lái)的車(chē)輪重45kg。收放于容積為16L的16英寸輪轂的內(nèi)側(cè)。盡管比驅(qū)動(dòng)電路配備在車(chē)身上的第一代重6kg，但車(chē)輛整體要比原來(lái)輕。

這是因?yàn)榘羊?qū)動(dòng)電路及控制裝置內(nèi)置到了車(chē)輪內(nèi)，省去了車(chē)內(nèi)復(fù)雜的布線所致。 行駛試驗(yàn)顯示，此次的概念車(chē)與原型車(chē)相比盡管簧下重量較重，但舒適性及安全性相同。此外還憑借防側(cè)滑裝置的作用提高了車(chē)輛穩(wěn)定性，而且實(shí)現(xiàn)了使左右后輪的扭矩分配發(fā)生變化的扭矩矢量分配功能。（記者：鶴原吉郎，《日經(jīng)汽車(chē)電子》）

李先生:無(wú)減速器，到底是否SRD不知道，找了網(wǎng)站也不清楚，內(nèi)轉(zhuǎn)子，通過(guò)輪轂殼連到輪胎。

陳工程師:牛，不知道這樣的電機(jī)對(duì)震動(dòng)要求有多高，因?yàn)殡姍C(jī)到路面只有輪胎作為減震裝置，而輪胎在路面上隨時(shí)會(huì)遇到大的石塊或起伏路面。

劉女士:沒(méi)有減震的話，電機(jī)豈不是很容易廢掉。

梁先生:結(jié)構(gòu)上做優(yōu)化的吧！避免脫落

陳工程師 :日本實(shí)用型SRD是將外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子分別放在鋁盆內(nèi)，避免部件相撞。德國(guó)的這個(gè)明顯無(wú)實(shí)用，也說(shuō)了不是現(xiàn)實(shí)型號(hào)，只是原理樣機(jī)。

此外還有散熱問(wèn)題呢——日本是用卡鉗的，制動(dòng)不在輪轂內(nèi)而在外側(cè)，德國(guó)的這個(gè)做在電機(jī)里面了。德國(guó)明顯考慮不周，估計(jì)以后要改變方案了。

劉先生:制動(dòng)、散熱、防水防泥（密封），這些是輪轂電機(jī)的基本要求，沒(méi)一項(xiàng)是輕易的，所以的確是最高技術(shù)的產(chǎn)物。何論控制系。

張先生:舍弗勒曾經(jīng)一廂情愿聯(lián)合奧迪開(kāi)發(fā)輪轂電機(jī)，不知道是奧迪太牛還是舍弗勒太弱，結(jié)果是沒(méi)辦法合作。內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)比起外轉(zhuǎn)子最起碼散熱性能好很多。就算是概念機(jī)，也值得學(xué)習(xí)，畢竟中國(guó)人自己的還不多見(jiàn)。

張先生:外轉(zhuǎn)子可以在輪轂電機(jī)外的車(chē)輪內(nèi)側(cè)布置卡鉗，制動(dòng)盤(pán)隨輪胎旋轉(zhuǎn)，卡鉗不轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子制動(dòng)盤(pán)很難布置，而且散熱很難。題圖中是在內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)布置鼓剎，這個(gè)太糟糕，而且溫度很高。旋轉(zhuǎn)密封難度大，而且防震能力低，定轉(zhuǎn)子之間很容易干摩擦。判斷這個(gè)東西不可能實(shí)用化，實(shí)用化還的學(xué)習(xí)日本人的外轉(zhuǎn)子SRD。

王工程師:不知5525對(duì)Protean的輪轂電機(jī)了解多少，他們?cè)诳拐駝?dòng)沖擊，防塵，涉水等方面都有哪些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?

李先生: 5525 http://bbs.simol.cn/thread-126081-1-1.html上周在上海車(chē)展上拍了一些，貌似也沒(méi)看到其他有應(yīng)用的輪轂電機(jī)。

譚先生:proteanelectric.com這是網(wǎng)站。網(wǎng)站介紹得云霧里，只知道是盤(pán)式交流永磁電機(jī)，具體類(lèi)型就不知道了。第一次知道這個(gè)公司。80個(gè)人的小公司，只有樣機(jī)沒(méi)有產(chǎn)品。

吳女士 :完全不了解，從剛才看的資料，盤(pán)式電機(jī)倒是的確抗震動(dòng)，原理一目了然。因?yàn)槎ㄞD(zhuǎn)子是垂直于輪胎的，所以轉(zhuǎn)子沖擊定子不太容易發(fā)生，那么防水防塵也就好得多。但洋圖上沒(méi)有制動(dòng)系，估計(jì)是企圖依靠反接制動(dòng)，其實(shí)日本人早就試驗(yàn)過(guò)了，反接制動(dòng)只能提高3分之一的制動(dòng)力，還是要靠機(jī)械制動(dòng)。這點(diǎn)思慮不足。另外，永磁電機(jī)怕熱，輪胎熱很?chē)?yán)重，所以這點(diǎn)也有問(wèn)題，要是用稀土就更欠考慮了?？傊莻€(gè)原理樣機(jī)，離實(shí)用還遠(yuǎn)。盤(pán)式輪轂電機(jī)好處多。

張工程師：贊同盤(pán)式，不贊同永磁，必須有外部制動(dòng)盤(pán)，也就是制動(dòng)盤(pán)必須在電機(jī)外。

張工程師 :此款電機(jī)震動(dòng)實(shí)測(cè)各種工況沒(méi)有問(wèn)題，雖然是通過(guò)輪胎減震，其中的一些原理不能說(shuō)那么詳細(xì)，你懂的。

李先生:

您所說(shuō)的我不完全贊同。雖然這款樣機(jī)僅僅是schaefllerBeta IWM 樣機(jī)，各種工況下實(shí)驗(yàn)證明震動(dòng)沒(méi)有問(wèn)題。您所說(shuō)的制動(dòng)熱問(wèn)題和輪胎熱問(wèn)題，采用一些特殊設(shè)計(jì)可以隔熱，您所考慮的這些基礎(chǔ)性的問(wèn)題，工程師們會(huì)考慮到的。關(guān)于用機(jī)械制動(dòng)問(wèn)題，如果這么大功率的電機(jī)在車(chē)上裝后，車(chē)速能到達(dá)160km/h，如果不加機(jī)械制動(dòng)你覺(jué)得還有人買(mǎi)嗎，安全性能保證嗎？功率尺寸數(shù)據(jù)大家能看的出來(lái)，請(qǐng)你自己評(píng)估一下功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，看看盤(pán)式輪轂在相同磁鋼用量下尺寸是否夠。那我請(qǐng)問(wèn)GM于2005年研發(fā)的盤(pán)式輪轂電機(jī)為什么到了2011年最新一代也為PMSM徑向電機(jī)了呢。

最后，增加點(diǎn)個(gè)人觀點(diǎn)：輪轂電機(jī)無(wú)非是兩種趨勢(shì)，IWM和IWD，一種低速直驅(qū)輪轂，一種高轉(zhuǎn)速輪邊，低速直驅(qū)采用徑向PMSM以追求大轉(zhuǎn)矩密度，高速采用高速電機(jī)，最高轉(zhuǎn)速18000-20000rpm，可選PMSM或異步電機(jī)?；蛟S有走中間路子的，中速+齒輪箱，但真的不多見(jiàn)。無(wú)論哪一種盤(pán)式電機(jī)無(wú)法適應(yīng)。盤(pán)式電機(jī)雖然好處多多，但用永磁的盤(pán)式漏磁大，costperformance太低，用勵(lì)磁的盤(pán)式或異步盤(pán)式功率密度低，無(wú)法集成到輪內(nèi)，所以盤(pán)式電機(jī)不是好選擇。但你要說(shuō)低配置的汽車(chē)使用，這個(gè)我不否認(rèn)。雖然這個(gè)樣機(jī)僅僅是原理樣機(jī)，離實(shí)用還有一定具體，但也沒(méi)有你說(shuō)的那么一無(wú)是處。

楊女士:protean是盤(pán)式交流電機(jī)，第一次聽(tīng)說(shuō)。我看好像是外轉(zhuǎn)子徑向PMSM電機(jī)，說(shuō)的不對(duì)，請(qǐng)勿見(jiàn)笑。

張先生: 如果制動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)到輪子外面是簡(jiǎn)單的多也不增加對(duì)電機(jī)的干擾，但會(huì)對(duì)產(chǎn)品的替代性有一定的影響，不是每個(gè)OEM都會(huì)給你制動(dòng)盤(pán)留下空間的，所以基于通用型的考慮集成到輪轂中。

陳先生: 看來(lái)你是了解內(nèi)幕的，我是猜測(cè)的。又看了一邊圖，的確是外轉(zhuǎn)子徑向的，昨天看叉了。網(wǎng)站資料太少，估計(jì)是要保密。

張工程師:

經(jīng)過(guò)思考我認(rèn)為其實(shí)還是個(gè)基本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)路線問(wèn)題：是否使用稀土德國(guó)和美國(guó)的思路是PMSM，優(yōu)點(diǎn)是效率高、功率密度大（體積緊湊）、發(fā)熱量低。因?yàn)榘l(fā)熱量低，那么散熱問(wèn)題小，而且電機(jī)體體積小，便于整體封閉設(shè)計(jì)（無(wú)散熱出開(kāi)口），但是將機(jī)械制動(dòng)放到電機(jī)體內(nèi)，則有些不放心。

日本的思路是不使用稀土，那么傳統(tǒng)的SRM/SRD就是比較好的選擇。當(dāng)然現(xiàn)在也有新的磁性材料，比如金屬玻璃（非晶態(tài)磁體）等。SR的好處是廉價(jià)，缺點(diǎn)是效率低、發(fā)熱量大、功率密度（尤其是體積）低。

日本的輪轂電機(jī)，豐田等使用內(nèi)轉(zhuǎn)子帶減速器的設(shè)計(jì)，厚度很大，但使用永磁材料無(wú)問(wèn)題。有些大學(xué)等使用新概念的SRM，無(wú)減速器。表面上看，PMSM效率高，發(fā)熱量小，噪聲震動(dòng)小。而SRM則效率低發(fā)熱量大，噪聲震動(dòng)強(qiáng)烈，從工程師觀點(diǎn)，顯然是PMSM完勝。但僅使用稀土一條就被日本人淘汰了。當(dāng)然，日本也在家用電器和電車(chē)（鐵道列車(chē)）上使用PMSM。有些混合動(dòng)力車(chē)，也使用永磁同步電機(jī)，但都是接在變速箱上的。

在電動(dòng)汽車(chē)上使用PMSM的也有，但都是概念車(chē)。目前SIM-drive公司的外轉(zhuǎn)子電機(jī)，有永磁同步的，也有開(kāi)關(guān)磁阻的，同時(shí)發(fā)展，估計(jì)也是內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)？SIM-drive的外轉(zhuǎn)子PMSM電機(jī)，技術(shù)輸出給臺(tái)灣的東元電機(jī)，為什么？如果是看家技術(shù)，為什么給臺(tái)灣人？另外，雖然PMSM的反接制動(dòng)力較強(qiáng)，但仍不足以拋棄制動(dòng)盤(pán)，所以制動(dòng)熱很厲害。你低估了制動(dòng)熱，日本研究表明，通常道路車(chē)輪溫度在200度以內(nèi)，極端條件下（山路下坡連續(xù)緊急制動(dòng)）到達(dá)400度，在退磁線上。

所以，制動(dòng)熱和輪胎熱不小。當(dāng)然使用技術(shù)措施可以隔熱，但代價(jià)也不少。盤(pán)式電機(jī)是功率密度低，盤(pán)式SRM更低，但盤(pán)式的好處是可以疊加，一個(gè)輪轂內(nèi)兩、三個(gè)盤(pán)式電機(jī)，當(dāng)然前提是盤(pán)式電機(jī)的超薄化，這個(gè)技術(shù)難度可不低。我覺(jué)得PMSM更適合作艙內(nèi)電機(jī)，用萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，而不是輪內(nèi)。

沙工程師:我對(duì)電動(dòng)汽車(chē)不是太懂，只是弱弱的問(wèn)一兩個(gè)問(wèn)題。一是輪胎的溫度很熱么？如果外轉(zhuǎn)子式定子的熱量能較為容易的散掉，采用一些油冷或者什么冷卻方式。這樣也不會(huì)造成永磁轉(zhuǎn)子溫度過(guò)高吧。二是輪轂電機(jī)直驅(qū)和高速那種，高速的是不是還要加一級(jí)或者幾級(jí)的減速齒輪才能直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪？

陳先生:

目前看到的日本輪轂電機(jī)基本都是外制動(dòng)盤(pán)的，只要制動(dòng)盤(pán)和輪轂機(jī)一體化，就不存在通用性問(wèn)題。PROTEAN的機(jī)器圖上沒(méi)看到機(jī)械制動(dòng)，估計(jì)是想簡(jiǎn)單了。它是常規(guī)輪輻的，通過(guò)螺栓連接外轉(zhuǎn)子，有助于限制熱量，缺點(diǎn)是重量大了些。密封估計(jì)是常規(guī)旋轉(zhuǎn)密封。

Schaefller機(jī)是在內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)設(shè)鼓剎，估計(jì)平常不用，只有極個(gè)別情況下用，但屆時(shí)的確有過(guò)熱危險(xiǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子通過(guò)四根螺栓跟輪殼連接，有助于減少輪胎熱傳入。估計(jì)輪殼使用高彈性材料。設(shè)計(jì)雖精巧但存疑，實(shí)際路試才能最終證明。

張工程師:非晶材料一點(diǎn)也不便宜的說(shuō)，非晶要比硅鋼貴一倍還多，雖然非晶比釹鐵硼之類(lèi)的永磁便宜多了，不過(guò)考慮到用量的情況，總成本怕是也低不了多少。而且非晶飽和磁密不行，體積一下子要大好多。非晶還有些別的問(wèn)題，比如應(yīng)力，結(jié)構(gòu)都有很大的變化非晶要進(jìn)入車(chē)用電機(jī)，路還很長(zhǎng)哪

王先生: 非晶材料還在實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)了，離談?wù)摮杀镜臅r(shí)間還遠(yuǎn)。目前技術(shù)進(jìn)展最快了。雖然不如稀土，但畢竟有廉價(jià)化前景。

汪工程師:另外散熱問(wèn)題的確不是小問(wèn)題，電控的半導(dǎo)體堆也高熱，電池也熱。電池專(zhuān)業(yè)的人說(shuō)，如果能保持理想溫度，鋰電池壽命能提高一個(gè)量級(jí)。日本的永磁同步機(jī)并不落后，但不重視

朱女士:wenku.baidu.com/view/edc7e62ae2bd960590c67736.html這有個(gè)SIM-drive拋給臺(tái)灣的永磁輪轂機(jī)，注意內(nèi)外轉(zhuǎn)子間用了鋁盆對(duì)付干摩擦。這就解決了沖擊載荷問(wèn)題，但氣隙也增大了，這是通用設(shè)計(jì)，SRM也可以采用。永磁同步實(shí)際是個(gè)簡(jiǎn)單技術(shù)，SRM才是高技術(shù)。我不是反對(duì)永磁同步機(jī)，而是希望學(xué)習(xí)奔馳公司老老實(shí)實(shí)用在萬(wàn)向軸傳動(dòng)系統(tǒng)上，別用在輪轂內(nèi)，軸傳動(dòng)就沒(méi)有輪胎熱制動(dòng)熱道路沖擊等問(wèn)題，電機(jī)在理想情況下工作。當(dāng)年缺點(diǎn)是與汽車(chē)高度一體化，無(wú)法作為獨(dú)立不見(jiàn)出售。

張工程師: 非晶材料早就不是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，已經(jīng)批量用在配電變壓器中，不過(guò)用在電機(jī)上的還很少。

曹先生: 非晶材料還在早期，能買(mǎi)到不等于能產(chǎn)業(yè)化，性能還不理想，價(jià)錢(qián)還貴，但目前進(jìn)展迅速。另外，非晶材料適合盤(pán)式電機(jī)，而不是徑向電機(jī)。

曹先生:

再次捍衛(wèi)一下觀點(diǎn)：盤(pán)式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的王道：

東北大學(xué)開(kāi)發(fā)出全球首款軸向間隙型輪內(nèi)SR馬達(dá)日本的東北大學(xué)開(kāi)發(fā)出了與采用稀土（稀土類(lèi)）的現(xiàn)有永磁馬達(dá)扭矩相當(dāng)?shù)妮S向間隙型SR（開(kāi)關(guān)磁阻）馬達(dá)。軸向間隙型在永磁馬達(dá)中并不少見(jiàn)，但在SR馬達(dá)中卻是全球首例。

另外，該研究的一部分為與日立制作所日立研究所的共同研究。SR馬達(dá)的制造得到了日立制作所的協(xié)助。SR馬達(dá)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，定子包括鐵芯和線圈、轉(zhuǎn)子只有鐵芯，其特點(diǎn)是結(jié)實(shí)耐高溫，因此有望用作HEV（混合動(dòng)力車(chē)）和EV（純電動(dòng)汽車(chē)）用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。不過(guò)，存在的問(wèn)題是比使用稀土的同尺寸永磁馬達(dá)扭矩小。

因此，此次通過(guò)調(diào)整SR馬達(dá)的構(gòu)造，由普通的徑向間隙型變成兩個(gè)轉(zhuǎn)子夾著定子的軸向間隙型，從而增大了扭矩。另外，鐵芯材料不使用Fe-Co（鐵-鈷）而使用普通的馬達(dá)鐵芯材料硅鋼板，從而降低了成本。 東北大學(xué)對(duì)此次試制的軸向間隙型SR馬達(dá)的扭矩進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)線和虛線代表相同尺寸相同極數(shù)的軸向間隙型和徑向間隙型SR馬達(dá)的扭矩密度和線圈電流密度計(jì)算值。菱形線代表軸向間隙型的實(shí)測(cè)值。馬達(dá)直徑為266mm，長(zhǎng)度為130mm，極數(shù)為定子18極、轉(zhuǎn)子12極。

由此可見(jiàn)，軸向間隙型SR馬達(dá)的扭矩比原來(lái)的徑向間隙型SR馬達(dá)大得多。在線圈電流密度達(dá)到汽車(chē)馬達(dá)功率所要求的20A/mm2時(shí)，比較扭矩密度，發(fā)現(xiàn)軸向間隙型SR馬達(dá)為39.6N·m/L，是原來(lái)的徑向間隙型SR馬達(dá)的約1.5倍。有報(bào)告指出，現(xiàn)行HEV使用的永磁馬達(dá)的扭矩密度為35～45N·m/L，可見(jiàn)此次的軸向間隙型SR馬達(dá)的扭矩密度已經(jīng)達(dá)到與之匹敵的水平。

以前，不使用永久磁鐵的馬達(dá)與使用永久磁鐵的馬達(dá)相比，扭矩和效率低，而采用此次的成果，通過(guò)調(diào)整馬達(dá)的構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)相同的性能。今后將把此次開(kāi)發(fā)的軸向間隙型SR馬達(dá)作為輪內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)應(yīng)用于電動(dòng)巴士，通過(guò)實(shí)際行駛試驗(yàn)等，進(jìn)一步考察其實(shí)用性。

今后，通過(guò)確立最佳形狀和最適設(shè)計(jì)方法，還有可能超過(guò)永磁馬達(dá)的性能。（記者：浜田基彥，《日經(jīng)汽車(chē)技術(shù)》）

張工程師: 非晶材料早就產(chǎn)業(yè)化了，非晶變壓器也早就產(chǎn)業(yè)化了，只能說(shuō)非晶電機(jī)還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化而已

李先生: 非晶合晶，是SMC粉末鐵芯嗎？目前機(jī)械性能不能保證，適用于盤(pán)式低速電機(jī)。各位五一放假了吧，苦逼的我還在繼續(xù)上班，乘著午飯的時(shí)間，抽個(gè)空上上論壇，給我個(gè)十佳版主吧。

張工程師: 非晶是非晶，不是SMC，兩碼事

李工程師: 我也是新手，摸著石頭過(guò)河。輪胎溫度我不清楚，至少測(cè)試沒(méi)有問(wèn)題。外轉(zhuǎn)子散熱性能不如內(nèi)轉(zhuǎn)子的散熱性能好，但要注意內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子上面的熱不能過(guò)大，也就是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子熱比較難散熱。其實(shí)關(guān)于內(nèi)轉(zhuǎn)子還是外轉(zhuǎn)子，主要是看OEM讓用IWM還是IWD，給的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度指標(biāo)。直驅(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)子外轉(zhuǎn)子都行，輪邊就內(nèi)轉(zhuǎn)子好了。高速一級(jí)減速不行了，行星齒輪排了，我對(duì)齒輪變速箱這一塊不怎么懂的。直驅(qū)的定義是沒(méi)有減速箱。

陳工程師: 學(xué)習(xí)了，我趕緊維基一下掃掃盲

張工程師: 非晶是帶材，SMC應(yīng)該算是粉末，差別還是不小的。另外非晶的制作也有些特殊的要求。

陳工程師: 我說(shuō)的是廉價(jià)化技術(shù)。非晶材料可加工性極差，現(xiàn)在重點(diǎn)發(fā)展加工技術(shù)，比如激光熔接等。金屬玻璃的制備也是問(wèn)題，雜質(zhì)影響大，摻雜能改性，都需要研究，生產(chǎn)的工藝性成品率都是核心技術(shù)，這些解決才能廉價(jià)化。未來(lái)肯定很便宜，現(xiàn)在貴不是問(wèn)題。

張工程師:非晶材料的加工性么，有些是無(wú)法解決的，有些可以解決至于價(jià)格么，以非晶現(xiàn)在的價(jià)格，也沒(méi)幾家賺錢(qián)的，未來(lái)成本估計(jì)能有一定的程度下降，不過(guò)要想大幅度降低，恐怕也難。

耿先生:

輪胎溫度、齒輪問(wèn)題：輪胎溫度一般不宜超過(guò)100度，但熱區(qū)夏季路面溫度能到80度，輪胎200度以內(nèi)，一澆水就出蒸汽了，極端條件下，連續(xù)下坡緊急制動(dòng)，瞬間溫度400度。輪殼或輪輻如果用螺栓連接外轉(zhuǎn)子，那么熱量傳導(dǎo)量小，但螺栓的要求很高。2樓的轉(zhuǎn)子用4 根。象日本SRD電機(jī)那樣，外轉(zhuǎn)子直接和車(chē)輪聯(lián)系，熱傳導(dǎo)就嚴(yán)重了。

有些企業(yè)試驗(yàn)過(guò)行星齒輪減速的軸輸出輪轂電機(jī)，結(jié)果試驗(yàn)臺(tái)上模擬幾百公里惡劣路況，齒輪就打齒了，所以結(jié)論是輪箍電機(jī)不能用齒輪。只有萬(wàn)向軸傳動(dòng)的才能用齒輪。另外，徑向輪轂電機(jī)的定轉(zhuǎn)子磕碰也嚴(yán)重，所以用鋁盆包。實(shí)際型號(hào)和理論樣機(jī)，根本就是兩碼事。

吳女士:舍弗勒開(kāi)發(fā)出純電動(dòng)車(chē)用扭矩分配系統(tǒng)

【日經(jīng)BP社報(bào)道】德國(guó)舍弗勒公司（Schaeffler）面向純電動(dòng)汽車(chē)（EV）用途開(kāi)發(fā)出了扭矩矢量分配系統(tǒng)，并在“人與車(chē)科技展2013”上進(jìn)行了展示。該系統(tǒng)在車(chē)軸內(nèi)安裝一臺(tái)EV驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)和一臺(tái)控制扭矩矢量分配的馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)輸出的動(dòng)力經(jīng)由雙速變速箱傳至最終減速器，而來(lái)自扭矩矢量分配用馬達(dá)的力量通過(guò)行星齒輪式減速器減速，帶動(dòng)差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)從而改變扭矩分配。

舍弗勒表示，由于配備兩個(gè)馬達(dá)，因此采用左右獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式看起來(lái)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，但是，考慮到發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)對(duì)等因素，還是該公司的系統(tǒng)更可靠。由于所有部件都排成一列，因此有人可能會(huì)擔(dān)心車(chē)軸整體長(zhǎng)度太長(zhǎng)、半軸（Half Shaft）會(huì)變短。此次展示的系統(tǒng)不是正在開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，而是上一代產(chǎn)品。最新產(chǎn)品的扭矩矢量分配用馬達(dá)位于另外的位置而非同軸，整體長(zhǎng)度較短。（記者：浜田基彥，《日經(jīng)汽車(chē)技術(shù)》）

洪女士:上面是臺(tái)全軸電機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)大電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，一個(gè)小電機(jī)負(fù)責(zé)兩側(cè)車(chē)輪差速，也就是扭距分配。小電機(jī)加速或減速來(lái)讓兩側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)速不同。缺點(diǎn)是大量使用齒輪，還要兩臺(tái)電機(jī)，不如兩個(gè)輪轂電機(jī)方便精到。

吳先生:看起來(lái)挺合理的，不過(guò)減震真的比較麻煩

張工程師:大電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，小電機(jī)附著在大電機(jī)的輸出軸的一端上，只對(duì)一側(cè)車(chē)輪起作用，通過(guò)正反向動(dòng)作，讓該側(cè)車(chē)輪速度與另一側(cè)不一致，起到差速作用。

第三個(gè)問(wèn)題“輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)難度” 討論如下：

吳先生:電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)之一是輪轂電機(jī)，但國(guó)內(nèi)做該電機(jī)的很少，有也是大多引進(jìn)國(guó)外的。輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)有哪些難度？尺寸限制、重量、冷卻……，還望各位壇友說(shuō)說(shuō)自己的觀點(diǎn)，謝謝

陳先生:首先對(duì)輪轂電機(jī)要有一個(gè)定義：能放到輪碗里的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)？可以是直驅(qū)，也可以是減速增扭驅(qū)動(dòng)?？梢允堑退俅笈ぞ兀部梢允歉咚傩◇w積。感到思路應(yīng)該再開(kāi)闊一些。不然很難有突破。

吳女士:幾噸的車(chē)重，壓在電機(jī)上，電機(jī)骨架支撐承重部分應(yīng)力形變要符合電機(jī)機(jī)械氣隙誤差要求這種加工能力的廠家了解的有的話分享下

張工程師:尺寸，氣隙，振動(dòng)還有對(duì)車(chē)的影響：簧下質(zhì)量

李女士:看過(guò)一款概念車(chē)，應(yīng)該是輪轂電機(jī)，他與傳統(tǒng)汽車(chē)最大的區(qū)別是一個(gè)是整個(gè)輪子轉(zhuǎn)，一個(gè)是只有輪子的最外圈轉(zhuǎn)。振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)該不太好解決，畢竟電機(jī)通過(guò)輪胎直接與地面接觸沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的減振，一個(gè)硬物都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子變形，卡死？承重問(wèn)題也應(yīng)該有難度的，按A3極車(chē)前橋800KG來(lái)看，加上座位上人的重量，一個(gè)電機(jī)近500KG的壓力，氣隙變形？另外發(fā)熱問(wèn)題也不太好解決吧，輪胎的熱量會(huì)傳到電機(jī)上，對(duì)磁鐵的耐溫能力要求會(huì)較高。亂說(shuō)的，有錯(cuò)請(qǐng)見(jiàn)諒。

史先生:1.振動(dòng)失磁；2.簧下質(zhì)量偏高

史先生:密封，冷卻，水管引線的疲勞，低速大扭矩，簧下質(zhì)量等

陳先生:輪轂電機(jī)這里指的是放在輪輞里的電機(jī)

鄧先生: 與其它電動(dòng)車(chē)相比，個(gè)人覺(jué)得輪轂電機(jī)的輪輞剛度要做好些。

陳先生: 關(guān)于振動(dòng)及其影響氣隙，是否可以這樣考慮下，將輪胎的高度稍高點(diǎn)，會(huì)較好些？

劉工程師: 關(guān)于承重和變形，個(gè)人覺(jué)得輪轂電機(jī)的輪胎應(yīng)該要寬點(diǎn)和高點(diǎn)。散熱大多采用水冷或油冷，這種電機(jī)的功率密度挺高的，冷卻是比較難做。

余先生: 關(guān)于振動(dòng)失磁能否詳細(xì)說(shuō)下，之前認(rèn)為有輪胎做緩沖，應(yīng)該問(wèn)題不大吧。

石女士: 電動(dòng)無(wú)限 該種電機(jī)運(yùn)行環(huán)境較差，密封的確是大問(wèn)題，關(guān)于密封有什么好的建議措施。您提到的水冷是水外套吧？用油冷你是怎么看的？

大家都提到簧下質(zhì)量，對(duì)此不了解，直觀點(diǎn)其會(huì)影響整車(chē)什么性能？反映到電機(jī)上就是要求重量較輕吧。這種電機(jī)大概的功率（kw）/重量（kg）=?

鄧女士 :輪轂電機(jī)一般都是大轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)，功率/質(zhì)量一般不高。用功率密度比考核電機(jī)很不靠譜，意義不大。

王先生: 所以可以考慮，減速器+高速電機(jī)：可以解決振動(dòng)、冷卻等問(wèn)題。

陳女士: 簧下質(zhì)量大，車(chē)輛的操穩(wěn)，NVH等性能都會(huì)受影響

汪工程師:

輪轂電機(jī)具有功率密度大、轉(zhuǎn)矩密度高的特點(diǎn)，但由于受工作環(huán)境的限制，輪轂電機(jī)定轉(zhuǎn)子的可用空間有限且散熱途徑單一，電機(jī)運(yùn)行時(shí)熱源集中在較小的體積上，容易造成局部過(guò)熱現(xiàn)象，致使繞組和永磁體存在嚴(yán)重安全隱患；此外，輪轂直接與地面接觸，對(duì)煙霧、粉塵、淋雨等惡劣外部環(huán)境敏感，密封性要求較高。

張工程師:

增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，對(duì)車(chē)輛的操控有所影響，鋁制下擺臂采用主要就為減重，如果加上輪轂電機(jī)，這些努力也就白費(fèi)了 對(duì)于普通民用車(chē)輛來(lái)說(shuō)，常常用一些相對(duì)輕質(zhì)的材料比如鋁合金來(lái)制作懸掛的部件，以減輕簧下質(zhì)量，提升懸掛的響應(yīng)速度?？墒禽嗇炿姍C(jī)恰好較大幅度地增大了簧下質(zhì)量，同時(shí)也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這對(duì)于車(chē)輛的操控性能是不利的。不過(guò)考慮到電動(dòng)車(chē)型大多限于代步而非追求動(dòng)力性能，這一點(diǎn)尚不是最大缺陷

張工程師:電制動(dòng)性能有限，維持制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗不少電能

商用車(chē)車(chē)橋的內(nèi)置緩速器采用渦流制動(dòng)原理，而輪轂電機(jī)的制動(dòng)也可以利用這一原理 現(xiàn)在的傳統(tǒng)動(dòng)力商用車(chē)已經(jīng)有不少裝備了利用渦流制動(dòng)原理（也即電阻制動(dòng)）的輔助減速設(shè)備，比如很多卡車(chē)所用的電動(dòng)緩速器。

而由于能源的關(guān)系，電動(dòng)車(chē)采用電制動(dòng)也是首選，不過(guò)對(duì)于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，由于輪轂電機(jī)系統(tǒng)的電制動(dòng)容量較小，不能滿足整車(chē)制動(dòng)性能的要求，都需要附加機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，但是對(duì)于普通電動(dòng)乘用車(chē)，沒(méi)有了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的真空泵，就需要電動(dòng)真空泵來(lái)提供剎車(chē)助力，但也就意味了有著更大的能量消耗，即便是再生制動(dòng)能回收一些能量，如果要確保制動(dòng)系統(tǒng)的效能，制動(dòng)系統(tǒng)消耗的能量也是影響電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程的重要因素之一。

此外，輪轂電機(jī)工作的環(huán)境惡劣，面臨水、灰塵等多方面影響，在密封方面也有較高要求，同時(shí)在設(shè)計(jì)上也需要為輪轂電機(jī)單獨(dú)考慮散熱問(wèn)題。