随着能源短缺和环境问题的日益突出，大力开发节能与环保的新能源汽车已经成为当今世界汽车工业发展的必然选择。纯电动汽车以其高效、无污染、低噪声等突出优点在近几年得到了迅速发展。轮毂电机驱动式电动汽车具有结构简单紧凑、传动系统高效节能、驱动和制动转矩独立可控等多个方面的独特优势，代表着下一代电动汽车发展的重要方向。

轮毂电机作为电动汽车驱动系统的核心部件，其性能至关重要。由于轮毂电机安装在狭小的轮毂空间内，使电机系统受温升、磁场饱和、路面激励、转矩波动、负载突变等因素影响显著，严重制约着轮毂电机的控制性能。此外，由于轮毂电机的引入，汽车非簧载质量增加，降低了汽车的平顺性和安全性。随着新能源汽车的发展，轮毂电机已成为目前电动汽车领域的研究热点。

目前电动汽车轮毂电机多采用。永磁无刷直流电机，因其使用永磁体产生了气隙磁场，功率因数高，转子的损耗和发热低，且体积小、效率高，结构简单、可控性好、调速范围宽。

轮毂电机驱动方法分为减速驱动法和直接驱动法。

目前日本对高速内转子轮毂电机的研究较为深入，庆应义塾大学等多家单位研发的后轮驱动电动汽车ECO采用永磁无刷直流电机、东京大学研制的UOT March Ⅱ、三菱公司开发的Colt EV、庆应大学研发的Colt KAZ、丰田公司开发的燃料电池概念车FINE-T等电动汽车均采用行星齿轮作为内转子轮毂电机的减速机构。英国QintiQ公司电驱动汽车配以减速箱作为轮毂电机减速机构。此外，NTN公司研制的铃木雨燕电动汽车Q’mo采用摆线式齿轮作为轮毂电机的减速机构。法国米其林公司研制了用于电动汽车的主动车轮，该主动车轮集成了驱动电机、主动悬架、悬挂电机及盘式制动器等部件，由于米其林公司的主动车轮具有优越的性能，法国跑车公司Venturi所研发的四轮驱动跑车Venturi Volage就采用了该主动车轮技术。

外转子轮毂电机是直接驱动方式，电机在低速时能传递大转矩。电机的外转子直接与轮毂连接，没有减速机构，车轮转速与电机转速一致。日本庆应义塾大学等单位研制的电动汽车IZA、三菱公司研发的Lancer Evoluation MIEV、英国PML Flightlink 公司推出的 Volvo Recharge C30和Ford0150、通用公司研制的GM’sS10、英国Protean Electrics瑞出的Protean Drive、日本普利司通公司动力阻尼型车轮内装式电机系统以及加拿大TM4公司研发的轮毂电机均采用外转子轮毂电机驱动方式。

国内的轮毂电机技术虽然起步较晚，但随着国家“八六三”计划电动汽车重大课题研究的深入，各高校对该技术的研究也有所加强。同济大学汽车学院在2002年、2003年独立研制的“春晖一号”和“春晖二号”就采用四个低速永磁直流无刷轮毂电机直接驱动系统。同济大学新能源汽车工程中心新等单位联合研制了“春晖”、“登峰”系列电动汽车。中国科学院北京三环通用电气公司开发出了电动汽车专用的7.5kW轮毂电机。哈工大-爱英斯电动汽车研究所开发的EV96-Ⅰ型电动汽车采用了多态轮毂电机的轮毂驱动系统，该轮毂电机采用双边混合式磁路结构，兼有同步电动机和异步电动机的双重特性。比亚迪公司研发了ET轮毂直驱式纯电动汽车。奇瑞汽车公司研制并在上海车展上展示了“瑞麒”X1电动汽车，电动轮的四轮由轮毂电机驱动，各轮的驱动力可单独调节。此外，广州汽车集团在广州车展上推出了“传祺”电动汽车，采用Protean Drive公司的轮毂电机。

2. 研究的基本内容与方案

内转子轮毂电机为减速驱动方式，电机运行速度快，对其它性能无特殊要求。行为了满足车轮实际转速的要求，需要与减速装置配合使用，来达到减速增扭的目的。减速驱动方法具有比功率高、效率高，体积小，重量轻的优点，通过行星齿轮减速机构增加扭矩，从而获得较大的输出扭矩后，爬坡性能好，车辆可以在低速情况下获得更大的平稳转矩。内转子轮毂电机对电机要求不高，但是由于引入了减速机构，使轮毂电机结构变得复杂，并增加了非簧载质量，还存在着难以实现液体润滑，齿轮磨损快、使用寿命短，不易散热，噪音太大，系统结构复杂等不足之处。

与内转子轮毂电机相比，外转子轮毂电机采用直接驱动方法，不需要减速机构，传动系统简单并且紧凑，效率高，响应速度快等优点。不足之处是在大转矩下的强电流容易损坏电池和永久磁铁，电机最高效率区间小和负载电流超过一定值后效率下降快，当汽车起步、爬坡时对电机转矩需求较大，由此引起的大电流容易使动力电池和永磁体损坏。