【第一电动网】（特约作者冰封之城）业内曾有说法称比亚迪“汉”将采用轮毂电机并具备原地掉头功能，然而据最新发布的消息，这些可能不会被采用。那么我们一起来回顾下这些年来出现的轮毂驱动的电动汽车们。轮毂电机是将轮毂和驱动装置直接合并为一体的电机，也就是将电机、传动和制动装置都整合到轮毂中，俗称电动轮，有学者称其为轮式电机、车轮电机，英文名称以“in-wheel motor”居多，也称作“hub motor”和“wheel motor”。轮毂电机的驱动方式可分为减速驱动和直接驱动两大类。
项目减速驱动直接驱动
形式减速驱动一般采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器，能获得较高的功率密度，内转子电机的转速最高可达到10000 r/min。高速内转子电机配备的减速器一般采用行星齿轮减速机构，包括行星轮、太阳轮和行星架，安装在电机与轮毂之间。电机输出的转矩通过行星齿轮减速机构的减速增矩驱动轮毂转动，从而使汽车前进。直接驱动一般采用的是低速外转子电机，电机的外转子直接与轮毂机械连接，电机的转速一般在1500 i/min左右，无减速结构，车轮的转速与电机转速一致。
优点由于电机在高转速下运转，故具有较髙的比功率和效率，而且体积小，质量轻，通过减速结构的增矩后，输出转矩大,爬坡性能好，能保证汽车在低速运行时获得较大的平稳转矩。由于没有减速机构,使得整个驱动轮的结构更加紧凑，轴向尺寸较前一种驱动形式小，传递效率更高。
缺点难以实现润滑，会使行星齿轮减速结构的齿轮磨损较快,使用寿命变短，不易散热，噪声比较大。在起步、顶风或爬坡等需要承载大扭矩的情况时需要大电流，很容易损坏电池和永磁体，电机效率峰值区域小，负载电流超过一定值后效率下降很快。
图1：Robert发明的电动轮毂 图2：大型矿用自卸车电动轮
20世纪50年代初，美国人Robert发明了电动汽车轮毂，并申请了美国专利，如图1所示，这是一个将电动机、传动系统和制动器融为一体的轮毂装置。直到1968年，这种轮穀才被通用电器公司应用到大型矿用自卸车上，并被命名为“电动轮”。这是电动轮结构皆次在汽车上被采用。图2是大型矿用自卸车的电动轮示意图。
1991年日本人在美国申请专利，电动轮驱动系统被应用到电动汽车上。图3是自动电行车的电动轮毂，图4所示的就是这种专利的电动轮结构图。
图3自动电行车的电动轮毂 图4新一代电动汽车电动轮
1996年，日本国家环境保护局在第13国际电动汽车会议期间展出了名为Luciole的小型纯电动汽车，该车在两个后轮各采用一个36kW的电动轮驱动系统，因此整车总输出功率为72kW,转矩为154Nm,驱动系统由永磁同步电动机、行星齿轮减速器和领从蹄鼓式制动器构成，电动机最大转速为8700r/n，减速比为5,图5是该电动轮的外形图。
2000年，日本的ARACO公司开发出一种单座四轮小型纯电动汽车COMS,并且投放于日本市场。图为COMS电动轮的剖面图，可见电动轮是由电动机和行星齿轮减速器组成的，行星齿轮减速器布置在电动机转子内部，这使电动轮的轴向尺寸变得很小。
图5luciole电动汽车电动轮 图6 COMS电动轮剖面图
加拿大Technologies M4公司也研制出专门用于电动汽车上的TM4电动轮。
该电动轮没有减速器，直接由电动机驱动车轮。
图7 TM4电动轮三维图 图8 TM4电动轮的剖面图
日本庆应义熟大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组在1991-2001年研制的IZA、KAZ等电动汽车均采用轮毂电机驱动技术，其中：IZA采用直接驱动方式，电机的外转子直接与轮毂相连接; KAZ电动汽车的一大特点是车轮比传统的车轮要小，使得车辆的底盘和重心降低，该驱动系统采用的是减速驱动型,行星减速结构没有布置在内转子里面，而是与转子并排，制动器采用盘式制动器。IZA，采用4个25kw轮毂电机，续行里程270km，最高速度170km/h，但是只造了一台样车。
IZA车型：
KAZ车型：
2011年，已成为SIM-Drive公司创始人的清水浩教授，设计了Eliica电动汽车。该车采用八个小型车轮，代替四个大型车轮以节省空间，采用板状的中空铝制车架用于容纳电池，使用东芝的快速充电锂电池。由于省下大量空间，该原型车异常宽敞，最多可以坐下六名乘客。你甚至可以把它停在家中，充当特殊的“影音娱乐室”。这款有8个轮子的电动跑车，最大时速370公里，每个车轮都由独立的60kW电动机驱动。
2011清水浩教授展示了新研制的轮毂电机试验车“SIM-LEI”。该款轮毂电机电动汽车在一次充电能行驶308 km，0-100 km/h的加速时间为4.8s，最高车速可达150 kW/h。
2014年，“SIM-Drive”公布了第二款电动车试验品“SIM-WIL”。新车一次充满电后可行驶351公里，加速性能也相当与中级跑车。“SIM-WIL”采用轮毂电机，提高了能量的传导效率，在同样的电池电量下行驶距离比其他车多出3成以上。与2011年3月公布的第一款电动车相比，新车的电池容量增加了4成。考虑到将来的实用化，新车比旧款小了一圈，在外观设计上也下足了工夫。一直致力于轮毂电机研究的清水浩表示：“对想把我公司技术实用化的企业将全面提供信息。希望尽快把电动车普及到全世界。”
本田公司于2005年在上海汽车展上发布了一款名为“FXC”的燃料电池电动汽车，该车也采用了轮毂电机驱动技术。
日本NTN公司在2011年东京车展上展示了其研发的一款Q’mo原型电动概念车，其4个车轮均采用轮毂电机驱动。
三菱公司与东洋公司于2005年合作开发了用于蓝瑟(Lancer)四轮驱动纯电动轿车的电动轮。每个电动轮的最大功率为50kW，最大扭矩为518 Nm,最高转速为1500 r/min，该车一次充电的行驶里程可达250 km，最高车速可达到150 km/h。
法国米其林公司于2007年研制出了一款专门用于电动汽车的电动轮。该电动轮集成了嵌入式主动悬架、驱动电机、悬挂电机以及盘式制动器，据称这种电动轮可以应用于任何车型。
Volvo公司在2007年法兰克福汽车展上展出了C30插入式混合动力电动汽车。该车采用英国PML公司生产的电动轮驱动系统，0-100km/h的加速时间为9s，最高时速为160 km/h。
法国跑车制造公司Venturi在2008年巴黎车展上展示了其研发的概念版四轮驱动跑车“Ventu-ri Volage”，该跑车便使用了米其林的“主动轮”技术。
澳大利亚国立科学机构CSIRO与悉尼科技大学共同开发了一体化轮毂电机系统，应用于三轮太阳能电动车Aurora。该轮毂电机采用的是盘式电机，其轴向尺寸相当小，通过对车轮轮辋和电机本体的一体化设计降低了系统的总质量，电动车的最高车速达到72 km/h。
德国大众公司在2010年研制了R-zero电动轮概念车。该车结合了轮边电机驱动系统和锂电池蓄能器，0-100 km/h的加速时间只需要2.9s。按照设想，该车配备4个电机，每个电机负责一个车轮，同时每个电机搭载单独的800伏锂离子电池。在这样的动力配置下，该车百公里加速时间少于3秒，理论极速可达460公里/小时。外观上该车可以见到奥迪TT和布加迪威龙的影子。遗憾的是该车至今还只停留在概念上。
西门子公司在2010年研制ecomer电动轮汽车。该汽车的轮辋集成了轮毂驱动电机、车轮各组成部分、制动器等。
法国标致-雪铁龙集团在2013年研制了四轮边电机驱动电动轮汽车quark。该车将车轮的轮辋和驱动电机集成化设计，最大电机扭矩为102.2 Nm,0 -48km/h 的加速时间为 6.5s。
福特汽车公司2013年展示了一款以福特嘉年华为基础开发的eWheelDrive轮毂电机驱动汽车。eWheelDrive轮毂电机驱动系统将独立的电动机集成于两个后轮毂中，转向系统采用了全新的设计，能够让车辆无需转向直接平移进人侧方泊车位。
广汽集团在2010年12月的广州车展上展出了基于阿尔法罗密欧166底盘打造的传祺纯电动汽车，两个后轮采用的是Protean Electric公司的轮毂电机，其峰值功率为83 kW，峰值扭矩为825Nm。
奇瑞汽车公司在2011年的上海车展上展示336V轮毂电机的瑞麒XI-EV纯电动汽车。该电动汽车4个轮子均采用轮毂电机驱动，每个车轮的驱动力可以单独调节。
目前国际上著名的轮毂电机生产厂商有英国的Protean Electric公司、加拿大的TM4公司、著名的轮胎生产商米其林公司和日本的普利司通公司。英国的Protean
Electrics是一家专门研发生产电动轮的公司，被誉为全球轮毂电机系统开发与商业化的领导者其生产的Protean Drive TM轮毂电机能够实现81kW的动力和800Nm的扭矩，而质量仅为31 kg,可安装在常规直径为18-24英寸的车轮中，并且还拥有杰出的再生制动性能，在刹车过程中能回收高达85%的可用动能。
Protean Electrics公司已与多家整车厂商合作研发了多款装置轮毂电机的样车和改装车型，包括福特F150-EV、Volvo、C30 SeriesHEV、沃克斯豪尔Vivaro货车、广汽传祺mmpchiEV以及基于梅赛德斯奔驰E级的巴博斯纯电动与混合动力车型等。今年7月ProteanElectric宣布获得8400万美元新融资，将在中国设立新工厂。据悉，该融资将用于在中国江苏溧阳建立工厂，为中国本土和海外企业生产轮毂电机。
