电机直接驱动车轮的装置叫做轮毂电机,早在100多年前保时捷就曾经应用过。当时是内燃机发电来驱动轮毂电机,不过后来因为成本高,能效低,维护麻烦等原因放弃了轮毂电机,转而采用内燃机+变速器来驱动车辆。

轮毂电机有很多优点,车辆采用轮毂电机可以省去,离合器组件,变速器,差速器,后桥,传动轴等传动部件。最典型的就是电摩和普通摩托车。电摩就靠电机直接驱动车轮,不仅省去了内燃机,也没有了变速箱,由链条减速传动车轮变成电机直接驱动车轮。

轮毂电机省去一些传动部件的同时也节省了大量空间,减轻了车辆自重,而传动效率也高了不少!而且四个车轮是独立控制的,通过电控可以很容易的实现轮间差速功能,而不需要机械差速器。但是轮毂电机优点这么多为什么没有大批量在电动汽车上应用呢?

首先是轮毂电机质自身量大(重),上图可以看到,轮毂电机要比普通汽车轮毂多了很多东西,其中电机质量是最大的。

成品轮毂电机质量在30kg以上,过重的车轮对系统悬挂系统要求更高。传统汽车厂商的工程师绞尽脑汁的采用轻体材料把簧下质量降下来,据研究簧下质量减少1公斤相当于减轻15公斤簧上质量。

簧下质量和汽车加速性,操控性,稳定有很大的关系,所以工程师都在想办法降低簧下质量,而采用电动车轮毂电机簧下质量一下子一下子增重好几十公斤,正和工程师的意图相反。但是家用车辆日常代步使用,操控性要求可以降低一些,毕竟我们不去赛车。

寿命问题。永磁材料在高温下可能退磁,退磁后电机性能必然下降。而行车中刹车片温度可达到200度以上,如何完美解决散热是一个问题。另外成本也会比较高,成熟稳定的电控技术也需要一定时间来积淀。

而把电机,控制器,冷却系统等都继承在狭小的空间内,而车轮平时工作在恶劣的环境下,对轮毂电机的密闭性,散热,抗腐蚀,散热,稳定性要求都很高。这些看似简单的技术想要成熟应用也是一个不简单的技术,目前比亚迪k9(电动大巴)已经采用轮毂电机,而一汽也开发出乘用轮毂电机底盘,相信不久的将来轮毂电机会大放异彩!