隨著電動(dòng)汽車越來越普及，許多制造商都渴望開發(fā)新的電機(jī)。目的是為了更小的體積，更大的功率，更高的效率。這也是制造商希望以更低的價(jià)格降低制造成本的因素之一。

電動(dòng)汽車時(shí)代到來時(shí)，將電機(jī)安裝在汽車車輪內(nèi)的輪轂電機(jī)被認(rèn)為是最常用的技術(shù)。自 1901 年 Lohner-Porsche 混合動(dòng)力汽車開始大規(guī)模生產(chǎn)以來，這一概念已經(jīng)建立了 100 多年。許多制造商從 1990 年代以來都專注于輪轂電機(jī)的開發(fā)。

輪轂電機(jī)最大的好處是可以將空間最大化！因?yàn)殡妱?dòng)汽車最占用空間的東西就是電池和電機(jī)。電池鋪在地板上，而如果將電機(jī)隱藏在輪轂中，那么就意味著可以給電池節(jié)省出更大空間。

輪轂電機(jī)第二個(gè)好處是可以單獨(dú)控制每一個(gè)輪子，這樣的話就能實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用場景。比如說可以原地旋轉(zhuǎn)，也可以像螃蟹一樣橫向移動(dòng)。或者，像叉車一樣，可以讓前輪靜止，只有后輪移動(dòng)。還可以控制每個(gè)車輪的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)完美的過彎性能，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向。因此我們?cè)谄綍r(shí)越野，平行駐車的時(shí)候，就會(huì)更加方便了。

由于移動(dòng)輪子的主體在輪子上，還能有更多的想象空間，一個(gè)典型的例子是現(xiàn)代 Elevate 概念。它可以像汽車一樣移動(dòng)，但在必要時(shí)，輪子會(huì)變成腿，可以走路。由于能夠在沒有驅(qū)動(dòng)軸的情況下將動(dòng)力傳遞到車輪，它可以通過普通汽車無法通過的地方。

然而，截至 2022 年，大多數(shù)電動(dòng)汽車不使用輪轂電機(jī)。既然輪轂電機(jī)可能會(huì)改變電動(dòng)汽車時(shí)代的游戲規(guī)則，有那么多好處，為什么它仍然沒有被大量使用？

【1】 耐用性

一般電動(dòng)汽車中使用的電機(jī)位于相對(duì)低沖擊的安全區(qū)域。這是因?yàn)檩喬ァ壹?、各種襯套和車身過濾掉了路面上產(chǎn)生的沖擊。即使下雨，穿過沙丘也沒有問題。因?yàn)樗挥谝粋€(gè)封閉的空間。

輪轂電機(jī)是一個(gè)輪子一個(gè)電機(jī)。這是一個(gè)容易受到?jīng)_擊的地方。盡管它是為了完全阻隔水和灰塵而開發(fā)的，但由于外露引起的問題的可能性也不能說是 0%。因此，有必要開發(fā)一個(gè)堅(jiān)固而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

熱管理也是一個(gè)問題。通用底盤電機(jī)以多種方式保持適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)溫度，例如水冷、油冷或風(fēng)冷。另一方面，體積有限的輪轂電機(jī)必須在封閉空間內(nèi)配以高效的冷卻方式。由于制動(dòng)系統(tǒng)也安裝在車輪內(nèi)部，因此需要考慮許多因素，例如制動(dòng)器的散熱以及在運(yùn)動(dòng)型駕駛時(shí)保持電機(jī)溫度。

【2】重量

眾所周知，典型的電動(dòng)汽車底盤電機(jī)重約 50 公斤。小型汽車的輪轂電機(jī)每個(gè)重約 20 公斤，高性能和皮卡車的每個(gè)輪轂電機(jī)重約 40 公斤。如果電機(jī)安裝在四個(gè)輪子上，則輪子的最小重量為 80 公斤至 160 公斤。

汽車制造商對(duì)此并不滿意。這是因?yàn)殚_發(fā)人員的總體方向是希望通過減少簧下質(zhì)量來提高操控性和駕駛性能。然而，輪轂電機(jī)導(dǎo)致重量顯著增加，而不是重量減輕。

輪子也是一種負(fù)擔(dān)。沉重的重量完全傳遞到車輪上，因此即使受到相同的沖擊，也會(huì)受到更大的沖擊。所以必須增車輪的剛度，但這樣做難免又增加重量，形成惡性循環(huán)。如果使用輕量化技術(shù)時(shí)，隨之而來的是成本上漲的問題。

【3】轉(zhuǎn)速限制

電動(dòng)汽車中使用的電機(jī)轉(zhuǎn)速可以超過 10,000 rpm。這就是為什么它可以在沒有變速器的情況下應(yīng)對(duì)一般駕駛環(huán)境的原因。

但是，輪轂電機(jī)不能在 10,000 rpm 以上使用。這是因?yàn)檐囕喌霓D(zhuǎn)數(shù)就是電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。

據(jù)斯洛文尼亞輪轂電機(jī)制造商 elaphe 稱，緊湊型汽車的輪轂電機(jī)在 1565 rpm 時(shí)可產(chǎn)生高達(dá) 40.8 kgf·m 的扭矩，但最大輸出功率僅為 53 馬力左右。高性能電機(jī)在 1480 rpm 時(shí)可產(chǎn)生高達(dá) 153 kgf·m 的扭矩，但其最大輸出功率為 147 馬力。

【4】價(jià)格

最后，價(jià)格是個(gè)問題。即使彌補(bǔ)了所有的缺點(diǎn)，價(jià)格也不可避免地會(huì)上漲。傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車可以使用一個(gè)電機(jī)或者兩個(gè)電機(jī)。但是輪轂電機(jī)必須使用4個(gè)，因?yàn)橐紤]到配重，考慮平衡。這對(duì)于希望以削減成本的汽車制造商來說，這不是一個(gè)受歡迎的方法。

然而，雖然輪轂電機(jī)有各種各樣的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但仍在不斷發(fā)展中。

新的電動(dòng)汽車制造商 Lordstown 計(jì)劃從 2022 年第三季度開始量產(chǎn) Endurance，這是一款配備輪轂電機(jī)的皮卡，多家輪轂電機(jī)制造商還預(yù)測，2023年至2025年將有可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。市場研究公司也預(yù)測，輪轂電機(jī)的市場規(guī)模將以每年30-40%的速度增長。

輪轂電機(jī)有望為未來的車輛開辟更大可能性。