轮毂电机技术

近年来新能源 汽车 技术不断发展，逐渐开始走向成熟。一些之前并没有出现在大众视野当中的技术也开始被应用了起来，比如轮毂电机。那么到底什么是轮毂电机呢？应用在新能源车型当中又能起到怎样的作用呢？

首先，所谓的轮毂电机就是车轮内装电机技术。也就是将动力、传动装置和制动装置整合在一起放入车轮内部，直接驱动车轮行驶。这种技术保时捷在100多年前就曾经用过，但是由于运营成本高而且维护麻烦，技术问题难以攻克等原因而放弃了。目前主要应用在电动摩托车当中，只有很少的一部分应用在了新能源车型当中。主要原因就是因为轮毂电机自身重量比较大，放在车轮当中会对 汽车 的悬挂系统造成很大不便，甚至影响到 汽车 的操控性能。

其次，除去技术难题来看，如果能够使用轮毂电机来进行驱动，将会给新能源 汽车 驱动方式提供一种新的思路。轮毂电机的使用可以让车辆结构变得更加简单，而且布局相对也比较灵活方便。不需要加入复杂的机械传动系统，自然也就减少了造车成本，甚至可以说降低了新能源造车的门槛。不仅有助于新能源 汽车 的成本控制，也能够促进车企精进技术，提高核心竞争力和产品质量。

最后，轮毂电机拥有着效率高，操控灵活等优点。主要原因是一方面可以减少变速器以及驱动轴等结构，减轻车身重量，减少输出功率，另一方面可以减少因为摩擦和热量传导所浪费的动力，从而更高效的驱动 汽车 前进。根据相关的研究统计，轮毂电机的应用能够使新能源车型的续航里程增加10%以上，而且让四轮独立驱动成为可能，也就是说未来的 汽车 可以完成更多高难度动作，甚至实现原地转向以及横向平移，充满了 科技 感和未来感。

综上来看，虽然轮毂电机存在着很多的优势，但是就目前的技术而言想要广泛应用在新能源车型当中还是比较困难的。不过这也无法妨碍轮毂电机成为新能源 汽车 驱动方式的一种新的可能。

（运营人员：博洋）

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。

折叠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。

如果是中置电机就能分开，如果是轮毂电机就不能了，因为轮毂电机是直接装在刚圈内的。轮毂电机也被称为车轮内装电机，它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。

中置电机的电动车车圈一般是铝的，定子（在车上只能说是转子、指磁铁）和它是用胶水（501）粘合在一起。若车圈变型了，不怕麻烦的话，将两边电机盖拆了，转子（车上的定子）还是好的，买一个同样大小的车圈回来（有带磁铁和无磁铁的）。

若是无磁铁的，将旧车圈上的磁铁拆下在新圈上排列好，然后滴上501胶水，半个小时之后就可装来用了。

扩展资料：

电动车电机分为中置电机和轮毂电机。轮毂电机就是安装在电动车后轮跟轮子一体的电机，通常采用无刷电机，轮毂电机结构简单，通常是由线圈，转轴，磁钢和外壳几部分组成的，在电流的作用下，正负极磁钢片产生一个巨大的电流磁场，在电流的推动下，使得中间的转轴飞速运转。

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。

参考资料来源：百度百科-轮毂电机技术

新能源汽车轮毂轴承安装教程轿车的轮毂轴承过去最多的是成对使用单列圆锥滚子或球轴承。随着技术的发展，轿车已经广泛的使用轿车轮毂单元。轮毂轴承单元的使用范围和使用量日益增长，目前已经发展到了第三代：第一代是由双列角接触轴承组成。第二代在外滚道上有一个用于将轴承固定的法兰，可简单的将轴承套到轮轴上用螺母固定。使得汽车的维修变的容易。第三代轮毂轴承单元是采用了轴承单元和防抱刹系统相配合。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。磨损或损坏的轮毂轴承或轮毂单元会使您的车辆在行驶的路途中发生不合适宜的且成本较高的失效，甚至对您的安全造成伤害。在轮毂轴承的使用和安装中请您注意如下事项：

1、为了最大限度的确保安全和可靠性，建议您不管车龄多长都要经常检查轮毂轴承——注意轴承是否有磨损的早期预警信号：包括任何转动时的摩擦噪音或悬挂组合轮在转弯时不正常的减速。对后轮驱动的车辆建议在车辆行驶到40000公里是应对前轮毂轴承进行润滑。当更换刹车系统时，检查轴承并更换油封。

2、如听到轮毂轴承部位发出的杂音，首先，重要的是找到杂音发生的位置。有许多可能产生杂音的运动部件，也可能是一些转动件与不转动件发生了接触。如果确认是轴承中的噪音，轴承可能已损坏，需要更换。

3、因为前轮毂导致两侧轴承失效的工作条件相似，所以即使只坏了一个轴承，也建议成对替换。

4、轮毂轴承比较敏感,在任何情况下都需要采用正确的方法和合适的工具。在储运和安装的过程中,轴承的部件不能损坏。一些轴承需要较大的压力压入，所以需要专用工具。一定要参照汽车制造说明书。

5、安装轴承时应该在干净整洁的环境中，细小的微粒进入轴承也会缩短轴承的使用寿命。更换轴承时保持清洁的环境是非常重要的。不允许用榔头敲击轴承，注意轴承不要掉在地上。安装前也应对轴和轴承座的状况进行检查，即使是微小的磨损也会导致配合不良，从而引起轴承的早期失效。

6、对轮毂轴承单元，不要企图拆开轮毂轴承或调整轮毂单元的密封圈，否则会使密封圈受损导致水或灰尘的进入。甚至密封圈和内圈的滚道都受到损坏,造成轴承的永久失效。

7、装有ABS装置轴承的密封圈内有一个磁性推力环,这种推力环不能受到碰撞、冲击或者与其他的磁场相碰撞。在安装前从包装盒中取出，让它们远离磁场，如使用的电动机或电动工具等。安装这些轴承时，通过路况测试观察仪表盘上ABS警报针，来改变轴承的操作。

光明网讯 9月28日， 2020年“全球新能源 汽车 前沿及创新技术”评选结果在2020世界新能源 汽车 大会上发布。清华大学教授、中国科学院院士、大会 科技 委员会联合主席欧阳明高代表大会公布了本年度评选结果，共有7项创新技术和7项前沿技术入选。

本次评选于2020年2月份正式启动，来自全球新能源 汽车 主要技术领域的27位知名专家学者组成世界新能源 汽车 大会 科技 委员会，负责本次评审工作。本次评选从整车集成与控制、动力电池、燃料电池、驱动系统、智能化、轻量化及新材料、能源供给、其他相关技术等8个技术方向共征集了百余项前沿及创新技术。

经形式审查后，有56项创新技术和51项前沿技术进入初评环节；经过初评后，有12项创新技术和10项前沿技术进入终评环节。经过最后评审，7项创新技术和7项前沿技术脱颖而出。

据介绍，此次获奖的7项创新技术已实现量产化应用，有效地提升了新能源 汽车 的技术水平；而获奖的7项前沿技术则展示了全球基础研究的最新方向，为今后新能源 汽车 科技 创新指出了新的方向。（战钊）

链接

2020年7项创新技术

1、高集成刀片动力电池技术

——弗迪电池有限公司

高集成刀片动力电池技术，是全球首创的具有高集成效率、高安全防护的动力电池技术。该技术突破传统拉深/挤出工艺制约，并攻克超薄铝壳焊接技术，成功开发长宽比为10:1、厚度为0.3mm的超长超薄铝壳刀片电池，打破传统电池系统的模组概念，利用刀片电池独特长宽比特征，实现超长尺寸电芯的紧密排列，获得超过60%的体积集成效率。与传统电池系统40%的体积效率相比，体积集成效率提升50%，使得搭载磷酸铁锂体系的纯电动 汽车 续航里程达到600km。同时，基于磷酸铁锂先天的安全优势，刀片电池的紧密组排设计、多功能集成包络设计和系统三明治式结构设计可以从多层级多维度保障动力电池系统安全。

2、面向海量场景的自动驾驶云仿真平台技术

——深圳市腾讯计算机系统有限公司

该技术在计算节点中闭环运行全栈自动驾驶算法，并利用云计算的强大算力，支持一万个以上场景的并行计算，使得1000个测试场景的运行时间从2天大幅缩减至4分钟，并实现全自动化测评。在虚拟城市中数以千计的自动驾驶车辆不间断的持续行驶，并通过随机工况和激进交通流提升测试复杂度。云仿真节点中通过数据压缩、场景分割、网络策略模型、流量锁、全局帧同步等机制保证了仿真时序一致性和通讯效率。同时，为实现高精度场景建模，使用多传感融合技术自动计算三维模型位姿、网格和匹配纹理，自动化率超过90%，三维场景相对误差小于3cm。该技术实现了高并发、高效率、高容灾、低成本，保障数据安全和资源的有效利用。

3、动力电池高效成组CTP技术

——宁德时代新能源 科技 股份有限公司

动力电池高效成组CTP技术打破了行业固有的“单体成组模组再成组电池包” 三级成组设计思维，从电池包结构高度集成、新工艺研发以及热管理优化等方面开发了全新的动力电池高效成组CTP技术，实现两级成组—“单体直接成组电池包” 。CTP技术将电池包的重量成组效率从行业平均水平70%提升至80%，体积成组效率从56%提升至65%，零件数量减少25%。同时，减少了传统模组的生产工序，生产效率提高20%。量产电池包重量能量密度超过170Wh/kg，同时在研产品电池包重量能量密度达到215Wh/kg。

4、一体化大功率燃料电池系统技术

——上海捷氢 科技 有限公司

一体化大功率燃料电池系统技术通过采用超薄金属双极板、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，有效缩小了燃料电池系统体积，降低成本。搭载该技术的燃料电池系统功率可达到92kW，体积功率密度达到956W/L，贵金属Pt载量为0.35mgPt/cm2，可应用于乘用车和商用车双平台，尤其是能满足作为未来重点发展方向的中重型货车功率的需求。同时，该技术通过建立质子交换膜中水含量状态的在线智能检测与控制策略优化，实现-30℃的无辅助热源的低温启动，可补足目前纯电动技术在寒冷区域应用不足的空白，形成优势互补局势。

5、800伏碳化硅逆变器技术

——德尔福 科技

该逆变器技术的核心是开发和应用了Viper电源开关。该开关高度集成了双面散热技术，并将原来的硅质绝缘栅双极晶体管（IGBT）电源开关更换为了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）开关。与前几代逆变器相比，可以减少40%的重量，缩小30%的整体尺寸，提高25%的功率密度，同时可以减少最高70%的开关损耗。该技术下的逆变器可以赋能电压高达800伏的电气系统，相比如今最先进的400伏系统，因重量和损耗的较少，它可以提升电动 汽车 （EV）的行驶里程并将充电时间缩短一半。

6、基于升腾AI的自动驾驶云服务技术

——华为技术有限公司

华为自动驾驶云服务HUAWEI Octopus基于“升腾910”AI芯片和AI训练平台，通过软硬件加速，自动分析算法、并行仿真等技术实现车云协同的自动驾驶数据快速闭环。Octopus提供数据、训练和仿真三大服务。Octopus突破了真实世界时空的约束，在仿真空间更高效地运行算法，快速得到算法里程数据和性能评测数据，旨在降低自动驾驶开发门槛，让自动驾驶开发变得更智能、更高效、更便捷。

7、车用金属双极板燃料电池电堆技术

——新源动力股份有限公司

通过开发宽电流适应性膜电极、高效流体分配金属双极板和自调节集成化电堆结构，实现了燃料电池电堆的高比功率和高可靠性，电堆功率密度达到4.2kW/L，并完成了电堆及其关键部件的工程化开发，成功通过38项车规级验证。经电堆、发动机台架及整车的振动试验、环境标定试验、碰撞试验以及路况测试表明：金属双极板燃料电池电堆可以满足全天候环境车用要求，为氢燃料电池 汽车 的商业化应用提供了关键部件和技术支撑。

2020年7项前沿技术

1、高电压镍锰酸锂正极材料及电池技术

高电压镍锰酸锂材料具有高电压、高能量密度、低成本、高安全和快锂离子传导特性，是下一代动力电池的主流正极材料之一。在高电压下，电极材料与电解液之间剧烈的副反应是限制镍锰酸锂材料商业化的最大障碍，解决该问题的关键就是构造稳定的正极材料与电解液界面和耐高电压的材料体系，具体包含高电压正极材料表面改性技术，高电压镍锰酸锂材料电解液开发匹配技术，高电压辅助配套材料的匹配改性技术，这些技术也将推动电池行业向高电压、高能量密度和高安全的目标前进。

2、新型无氟碳氢质子交换膜技术

新型无氟碳氢质子交换膜表现出较强的化学耐久性，较高的离子交换率使其电导率是目前领先的全氟磺酸膜的1.5-2倍。同时显著降低了氢气的渗透，这不仅减少了寄生电流密度的损失，而且可以减少由渗透的氢和氧气反应所产生的过氧化氢。碳氢质子交换膜的低气体渗透性主要是由于碳氢聚合物的气体溶解度比含氟聚合物低，碳氢膜低氢气渗透率的特性，可以减少铂层带状化，增加催化剂层寿命。同时，减少氢气渗透降低了燃料电池系统对氢气排放的要求，提高了整体氢能效率和续航能力。

3、基于3D结构复合载体的铂基合金催化剂技术

本技术采用石墨烯为载体材料，以阳离子聚合物PDDA功能化的碳黑为间隔物，与氧化石墨烯通过静电作用自组装，解决制备过程中石墨烯片层发生堆叠的问题；经化学还原得到三维石墨烯/功能化炭黑复合材料，然后担载Pt及其合金纳米粒子，制得基于3D结构复合载体的铂基合金催化剂。制备的催化剂，具有独特的核壳结构可避免过渡金属的腐蚀，电化学活性、稳定性优异， Pt利用率大幅提高，成功实现了Pt用量及燃料电池成本的降低。

4、聚合物复合固态电解质技术

固态锂电池以其高比能、高安全等显著优势，成为未来新能源 汽车 发展的核心动力，设计和制备物理与电化学性能优异的固态电解质迫在眉睫。“刚柔并济”的聚合物复合固态电解质设计理念，是以尺寸热稳定性好的“刚”性材料为骨架支撑，复合电化学窗口宽、室温离子传输性能优异的“柔”性聚合物材料和高离子迁移数锂盐，有效解决了单一聚合物电解质尺寸热稳定性差和力学强度低，以及单一无机固态电解质界面传输和加工性能差的瓶颈问题，利用该聚合物复合电解质研制的固态锂电池具有高安全、高比能、高耐压、长寿命等突出特点，是未来新能源 汽车 动力电池技术的重要选择。

5、智能驾驶感知计算平台技术

智能驾驶感知计算平台是实现 汽车 智能化的基础，是机器替代人的眼睛识别外部环境，迈向无人驾驶的前提。智能驾驶感知计算平台基于车载人工智能计算处理器和视觉算法的深度融合优化，利用先进的车载视觉传感器、雷达等感知设备，支持针对复杂场景的细粒度、结构化的语义感知，对高度可扩展、模块化的三维语义环境重建以及透明化、可追溯、可推理的决策和路径规划。满足不同场景下高级别自动驾驶运营车队以及无人低速小车的感知计算需求，支撑L3及以上级别自动驾驶技术突破和应用示范。

6、高功率密度硅基氮化镓功率模块技术

硅基氮化镓功率模块具有较低内阻，较高功率密度，较高效能和良好高频切换特性等优点。以上性能可提高功率模块的散热性能，跟传统硅基组件相比可提高30%以上的效率，在应用上有很大的优势，可以有效减少驱动逆变器系统体积，降低系统成本。受限于单颗芯片输出电流较小，暂时无法使用于车用驱动逆变器。但通过芯片并联与应用高导热键合材料来降低热阻提升整体电流输出，可以实现高功率密度和每相可输出350A大电流的高功率硅基氮化镓功率模块。目前，硅基组件中MOSFET无法耐高压 、IGBT开关切断速度不够快造成能量的损失较大，随着硅基氮化镓成本的降低，未来在车载充电机，驱动逆变器，车辆到电网的电力储存等新能源 汽车 市场应用上氮化镓有较大的应用发展潜力。

7、扇形模组轴向磁场轮毂电机技术

扇形模组轴向磁场轮毂电机是具有扇形模组定子绕组、制动盘和电机转子一体化设计的新型轴向磁场电机。应用到乘用车上能有效降低轮毂电机的簧下质量，能有效结合液压制动以保证车辆制动安全性，能避免与现有车辆底盘悬架零部件的运动干涉。关键技术涉及扇形模组定子绕组设计封装技术、制动盘和转子一体化设计制造技术、电磁和机械耦合的NVH技术、扇形模组电机的控制技术。应用该技术可以形成独立转向的驱制动一体化零部件，可以形成分布式驱动系统和混合动力系统。

首先我们要知道，不管是增加续航里程还是提高速度极限都需要减少行驶阻力，然后就有了大家喜闻乐见的“风阻系数”这个词，早些年只有超跑在意，而这两年成了新能源 汽车 的必考科目。其中Model3的风阻系数0.23，小鹏P7=0.236，蔚来es6=0.28，对比以往的燃油轿车风阻系数普遍在0.27左右，SUV普遍在0.3以上。所以电动车的里程焦虑不仅体现在开车人身上，还有车本身，门把手要隐藏、底盘要覆盖、后视镜最好去掉，当然还有在轮毂上面做文章。

大部分的新能源车会优先考虑给轮毂加个盖子来减少风阻。其中的典型代表就是特斯拉Model3。

奔驰EQC给出了另一种设计，这是不是可以称之为聚能环。

以上两种设计也不是凭空拍脑袋出来的，其实早在20多年前的F1上就被验证过了。

首先登场的是轮毂罩的设计。2006年由法拉利F1车队率先使用，直接把一个碳纤维圆盘贴在了后轮上，只留出中间的孔洞方便拆装轮毂。然后直接被迈凯伦车队举报，但结果是2006年土耳其大奖赛上，丰田和红牛直接抄了法拉利的作业，之后几乎所有车队都用上了这个设计。因为早在1993年就有研究称，这种轮毂罩可以减少2.5%的空气阻力。

给后轮加罩子只是第一步，到了2007年法拉利F1车队又给前轮加上了罩子，这次的做法和之前有些不同，因为前轮的罩子和车轮是分离的，因此它并不会随着车轮旋转，这设计太酷了，并且BBS非常贴心的给罩子画上了轮毂的造型，前轮给人一种悬浮的错觉。

之后其他车队又是一顿猛抄并且继续改良发展出更先进的版本，到了2009年我们就看到了这种带进气口的前轮罩，可以帮助刹车加速散热。

到了2010年以上设计被叫停，原因是安全隐患。但精彩还在继续，人类已经无法阻止F1工程师的脑洞了。让我们有请“聚能环”登场。

聚能环介绍：Ferrari’s innovative rim design extracts hot air coming from brake components in such a way that effects less the outer cooler airflow towards the rear, decreasing vortexes and improving aero performance of the car.

看到这我真的是有点兴奋，总结一下就是“只要思想不滑坡，办法总比困难多。”接下来就是抄作业时间，并且随着BBS第二次申请破产后，F1轮毂进入了OZ时代。

这么强大的设计怎么能不给老百姓体验一下呢。2021年OZ正式发布了基于F1轮毂设计的两款新品，亲手把玩后发现其实是一个主体+两种覆盖件，别出心裁的设计。

不过说真的我比较喜欢“聚能环”设计，上车效果也是非常不错。

近日，美国轮毂电机系统开发公司ProteanElectric宣布，将与一汽-大众汽车有限公司建立合作关系，共同开发一款采用轮毂电机技术的后驱电动宝来车型，或将在一年内上市。什么是轮毂电机技术？轮毂电机技术又称轮内电机技术，其特点是将动力、传动和制动装置集成到轮毂中，从而大大简化了电动汽车的机械部件。轮毂电机有哪些优点/缺点？与电机集中动力驱动相比，轮毂电机技术具有很大的优势，其布局更加灵活，不需要复杂的机械传动系统。同时，它也有自己明显的缺点，如密封性问题和转向时驱动轮的速度差等。ProteanElectric是一家从事混合动力、插电式混合动力和纯电动汽车轮毂电机系统研发和制造的企业。其ProteanDrive驱动技术可以对现有车辆进行升级改装，成为由轮毂电机驱动的电动汽车。

轮毂一般是采用铝型材料，但是江铃新能源的EV3的轮胎中的轮毂是采用铝合金型材，铝合金型材做成的轮毂：1、散热性能好,保护轮胎,延长轮胎寿命.2、抓地性好,摩擦系数大,安全行驶有保障。3、铝合金轮毂的使用,使汽车的新型安全配置发挥更大的作用