【第一電動(dòng)網(wǎng)】（特約作者 冰封之城）業(yè)內(nèi)曾有說(shuō)法稱(chēng)比亞迪“漢”將采用輪轂電機(jī)并具備原地掉頭功能，然而據(jù)最新發(fā)布的消息，這些可能不會(huì)被采用。那么我們一起來(lái)回顧下這些年來(lái)出現(xiàn)的輪轂驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)們。輪轂電機(jī)是將輪轂和驅(qū)動(dòng)裝置直接合并為一體的電機(jī)，也就是將電機(jī)、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂中，俗稱(chēng)電動(dòng)輪，有學(xué)者稱(chēng)其為輪式電機(jī)、車(chē)輪電機(jī)，英文名稱(chēng)以“in-wheel motor”居多，也稱(chēng)作“hub motor”和“wheel motor”。輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式可分為減速驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩大類(lèi)。

圖1：Robert發(fā)明的電動(dòng)輪轂                圖2：大型礦用自卸車(chē)電動(dòng)輪

20世紀(jì)50年代初，美國(guó)人Robert發(fā)明了電動(dòng)汽車(chē)輪轂，并申請(qǐng)了美國(guó)專(zhuān)利，如圖1所示，這是一個(gè)將電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)器融為一體的輪轂裝置。直到1968年，這種輪穀才被通用電器公司應(yīng)用到大型礦用自卸車(chē)上，并被命名為“電動(dòng)輪”。這是電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)皆次在汽車(chē)上被采用。圖2是大型礦用自卸車(chē)的電動(dòng)輪示意圖。

1991年日本人在美國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利，電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)上。圖3是自動(dòng)電行車(chē)的電動(dòng)輪轂，圖4所示的就是這種專(zhuān)利的電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)圖。

圖3自動(dòng)電行車(chē)的電動(dòng)輪轂                    圖4新一代電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)輪

1996年，日本國(guó)家環(huán)境保護(hù)局在第13國(guó)際電動(dòng)汽車(chē)會(huì)議期間展出了名為L(zhǎng)uciole的小型純電動(dòng)汽車(chē)，該車(chē)在兩個(gè)后輪各采用一個(gè)36kW的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此整車(chē)總輸出功率為72kW,轉(zhuǎn)矩為154Nm,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由永磁同步電動(dòng)機(jī)、行星齒輪減速器和領(lǐng)從蹄鼓式制動(dòng)器構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速為8700r/n，減速比為5,圖5是該電動(dòng)輪的外形圖。

2000年，日本的ARACO公司開(kāi)發(fā)出一種單座四輪小型純電動(dòng)汽車(chē)COMS,并且投放于日本市場(chǎng)。圖為COMS電動(dòng)輪的剖面圖，可見(jiàn)電動(dòng)輪是由電動(dòng)機(jī)和行星齒輪減速器組成的，行星齒輪減速器布置在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部，這使電動(dòng)輪的軸向尺寸變得很小。

圖5luciole電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)輪 圖6 COMS電動(dòng)輪剖面圖

加拿大Technologies M4公司也研制出專(zhuān)門(mén)用于電動(dòng)汽車(chē)上的TM4電動(dòng)輪。

該電動(dòng)輪沒(méi)有減速器，直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。

圖7 TM4電動(dòng)輪三維圖                           圖8 TM4電動(dòng)輪的剖面圖

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日本慶應(yīng)義熟大學(xué)清水浩教授領(lǐng)導(dǎo)的電動(dòng)汽車(chē)研究小組在1991-2001年研制的IZA、KAZ等電動(dòng)汽車(chē)均采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其中：IZA采用直接驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接與輪轂相連接; KAZ電動(dòng)汽車(chē)的一大特點(diǎn)是車(chē)輪比傳統(tǒng)的車(chē)輪要小，使得車(chē)輛的底盤(pán)和重心降低，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的是減速驅(qū)動(dòng)型,行星減速結(jié)構(gòu)沒(méi)有布置在內(nèi)轉(zhuǎn)子里面，而是與轉(zhuǎn)子并排，制動(dòng)器采用盤(pán)式制動(dòng)器。IZA，采用4個(gè)25kw輪轂電機(jī)，續(xù)行里程270km，最高速度170km/h，但是只造了一臺(tái)樣車(chē)。

IZA車(chē)型：

KAZ車(chē)型：

2011年，已成為SIM-Drive公司創(chuàng)始人的清水浩教授，設(shè)計(jì)了Eliica電動(dòng)汽車(chē)。該車(chē)采用八個(gè)小型車(chē)輪，代替四個(gè)大型車(chē)輪以節(jié)省空間，采用板狀的中空鋁制車(chē)架用于容納電池，使用東芝的快速充電鋰電池。由于省下大量空間，該原型車(chē)異常寬敞，最多可以坐下六名乘客。你甚至可以把它停在家中，充當(dāng)特殊的“影音娛樂(lè)室”。這款有8個(gè)輪子的電動(dòng)跑車(chē)，最大時(shí)速370公里，每個(gè)車(chē)輪都由獨(dú)立的60kW電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2011清水浩教授展示了新研制的輪轂電機(jī)試驗(yàn)車(chē)“SIM-LEI”。該款輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)在一次充電能行駛308 km，0-100 km/h的加速時(shí)間為4.8s，最高車(chē)速可達(dá)150 kW/h。

2014年，“SIM-Drive”公布了第二款電動(dòng)車(chē)試驗(yàn)品“SIM-WIL”。新車(chē)一次充滿(mǎn)電后可行駛351公里，加速性能也相當(dāng)與中級(jí)跑車(chē)。“SIM-WIL”采用輪轂電機(jī)，提高了能量的傳導(dǎo)效率，在同樣的電池電量下行駛距離比其他車(chē)多出3成以上。與2011年3月公布的第一款電動(dòng)車(chē)相比，新車(chē)的電池容量增加了4成?？紤]到將來(lái)的實(shí)用化，新車(chē)比舊款小了一圈，在外觀設(shè)計(jì)上也下足了工夫。一直致力于輪轂電機(jī)研究的清水浩表示：“對(duì)想把我公司技術(shù)實(shí)用化的企業(yè)將全面提供信息。希望盡快把電動(dòng)車(chē)普及到全世界?！?

本田公司于2005年在上海汽車(chē)展上發(fā)布了一款名為“FXC”的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)，該車(chē)也采用了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

日本NTN公司在2011年?yáng)|京車(chē)展上展示了其研發(fā)的一款Q’mo原型電動(dòng)概念車(chē)，其4個(gè)車(chē)輪均采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

三菱公司與東洋公司于2005年合作開(kāi)發(fā)了用于藍(lán)瑟(Lancer)四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)轎車(chē)的電動(dòng)輪。每個(gè)電動(dòng)輪的最大功率為50kW，最大扭矩為518 Nm,最高轉(zhuǎn)速為1500 r/min，該車(chē)一次充電的行駛里程可達(dá)250 km，最高車(chē)速可達(dá)到150 km/h。

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法國(guó)米其林公司于2007年研制出了一款專(zhuān)門(mén)用于電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)輪。該電動(dòng)輪集成了嵌入式主動(dòng)懸架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、懸掛電機(jī)以及盤(pán)式制動(dòng)器，據(jù)稱(chēng)這種電動(dòng)輪可以應(yīng)用于任何車(chē)型。

Volvo公司在2007年法蘭克福汽車(chē)展上展出了C30插入式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。該車(chē)采用英國(guó)PML公司生產(chǎn)的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，0-100km/h的加速時(shí)間為9s，最高時(shí)速為160 km/h。

法國(guó)跑車(chē)制造公司Venturi在2008年巴黎車(chē)展上展示了其研發(fā)的概念版四輪驅(qū)動(dòng)跑車(chē)“Ventu-ri Volage”，該跑車(chē)便使用了米其林的“主動(dòng)輪”技術(shù)。

澳大利亞國(guó)立科學(xué)機(jī)構(gòu)CSIRO與悉尼科技大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用于三輪太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)Aurora。該輪轂電機(jī)采用的是盤(pán)式電機(jī)，其軸向尺寸相當(dāng)小，通過(guò)對(duì)車(chē)輪輪輞和電機(jī)本體的一體化設(shè)計(jì)降低了系統(tǒng)的總質(zhì)量，電動(dòng)車(chē)的最高車(chē)速達(dá)到72 km/h。

德國(guó)大眾公司在2010年研制了R-zero電動(dòng)輪概念車(chē)。該車(chē)結(jié)合了輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和鋰電池蓄能器，0-100 km/h的加速時(shí)間只需要2.9s。按照設(shè)想，該車(chē)配備4個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)車(chē)輪，同時(shí)每個(gè)電機(jī)搭載單獨(dú)的800伏鋰離子電池。在這樣的動(dòng)力配置下，該車(chē)百公里加速時(shí)間少于3秒，理論極速可達(dá)460公里/小時(shí)。外觀上該車(chē)可以見(jiàn)到奧迪TT和布加迪威龍的影子。遺憾的是該車(chē)至今還只停留在概念上。

西門(mén)子公司在2010年研制ecomer電動(dòng)輪汽車(chē)。該汽車(chē)的輪輞集成了輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車(chē)輪各組成部分、制動(dòng)器等。

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法國(guó)標(biāo)致-雪鐵龍集團(tuán)在2013年研制了四輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輪汽車(chē)quark。該車(chē)將車(chē)輪的輪輞和驅(qū)動(dòng)電機(jī)集成化設(shè)計(jì)，最大電機(jī)扭矩為102.2 Nm,0 -48km/h 的加速時(shí)間為 6.5s。

福特汽車(chē)公司2013年展示了一款以福特嘉年華為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的eWheelDrive輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。eWheelDrive輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)集成于兩個(gè)后輪轂中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了全新的設(shè)計(jì)，能夠讓車(chē)輛無(wú)需轉(zhuǎn)向直接平移進(jìn)人側(cè)方泊車(chē)位。

廣汽集團(tuán)在2010年12月的廣州車(chē)展上展出了基于阿爾法羅密歐166底盤(pán)打造的傳祺純電動(dòng)汽車(chē)，兩個(gè)后輪采用的是Protean Electric公司的輪轂電機(jī)，其峰值功率為83 kW，峰值扭矩為825Nm。

奇瑞汽車(chē)公司在2011年的上海車(chē)展上展示336V輪轂電機(jī)的瑞麒XI-EV純電動(dòng)汽車(chē)。該電動(dòng)汽車(chē)4個(gè)輪子均采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。

目前國(guó)際上著名的輪轂電機(jī)生產(chǎn)廠商有英國(guó)的Protean Electric公司、加拿大的TM4公司、著名的輪胎生產(chǎn)商米其林公司和日本的普利司通公司。英國(guó)的Protean

Electrics是一家專(zhuān)門(mén)研發(fā)生產(chǎn)電動(dòng)輪的公司，被譽(yù)為全球輪轂電機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與商業(yè)化的領(lǐng)導(dǎo)者其生產(chǎn)的Protean Drive TM輪轂電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)81kW的動(dòng)力和800Nm的扭矩，而質(zhì)量?jī)H為31 kg,可安裝在常規(guī)直徑為18-24英寸的車(chē)輪中，并且還擁有杰出的再生制動(dòng)性能，在剎車(chē)過(guò)程中能回收高達(dá)85%的可用動(dòng)能。

Protean Electrics公司已與多家整車(chē)廠商合作研發(fā)了多款裝置輪轂電機(jī)的樣車(chē)和改裝車(chē)型，包括福特F150-EV、Volvo、C30 SeriesHEV、沃克斯豪爾Vivaro貨車(chē)、廣汽傳祺mmpchiEV以及基于梅賽德斯奔馳E級(jí)的巴博斯純電動(dòng)與混合動(dòng)力車(chē)型等。今年7月ProteanElectric宣布獲得8400萬(wàn)美元新融資，將在中國(guó)設(shè)立新工廠。據(jù)悉，該融資將用于在中國(guó)江蘇溧陽(yáng)建立工廠，為中國(guó)本土和海外企業(yè)生產(chǎn)輪轂電機(jī)。

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