輪轂電機(jī)是概念車中常見的裝備，但真正可以量產(chǎn)的并不多見，在巴黎車展上，Protean Electric聯(lián)合雷諾，推出了ProteanDrive 第五代輪轂電機(jī)，這款電機(jī)已經(jīng)在中國(guó)天津量產(chǎn)下線，將裝備在乘用車和輕型商用車上，那么這家制造商為何在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，如何解決輪轂電機(jī)的一些量產(chǎn)難題，下面我們來詳細(xì)分析。

Protean輪轂電機(jī)技術(shù)

Protean已經(jīng)研發(fā)輪轂電機(jī)多年，目前已經(jīng)發(fā)展到第五代技術(shù)，解決了一些輪轂電機(jī)的固有問題，得以量產(chǎn)，輪轂電機(jī)被封裝在18英寸的輪轂內(nèi)部，不僅集成了電機(jī)、逆變器，還集成了所有電源和電子控制設(shè)備、剎車和車輪軸承，這種設(shè)計(jì)不僅釋放了車身部位的空間，可以安裝更大的電池，還減少了動(dòng)力在傳動(dòng)過程中的損失。

電機(jī)的定子安裝在輪轂上，轉(zhuǎn)子則構(gòu)成電機(jī)的外部。這種“由內(nèi)而外”的布置是一種新思路。首先，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的車輪軸承作為電機(jī)軸承，從而充分利用車輪軸承。軸承剛度至關(guān)重要，因?yàn)樗粌H影響氣隙，還影響轉(zhuǎn)子和定子之間的密封。

冷卻問題：冷卻也是輪轂電機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵，緊湊的設(shè)計(jì)就需要更大的冷卻能力，冷卻劑回路的徑向部分位于電子設(shè)備和定子之間。冷卻劑回路的軸向部分沿定子內(nèi)徑延伸，有一個(gè)專門的通道。每個(gè)電機(jī)中內(nèi)置溫度傳感器，可以監(jiān)測(cè)冷卻系統(tǒng)，就像發(fā)動(dòng)機(jī)的智能溫控系統(tǒng)。

剎車問題：輪轂電機(jī)放置的位置其實(shí)是取代傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)，這時(shí)候要將電機(jī)和剎車系統(tǒng)結(jié)合起來，Protean提供了剎車的機(jī)械替代方案，與英國(guó)制動(dòng)器制造商Alcon合作。剎車系統(tǒng)采用“由內(nèi)而外”的設(shè)計(jì)，包括一個(gè)固定在Protean轉(zhuǎn)子殼體外圍的制動(dòng)盤。每個(gè)車輪有兩個(gè)卡鉗，安裝在定子殼體背面的支架上，制動(dòng)器由液壓驅(qū)動(dòng)。

空間問題：對(duì)于家用車來說，一般輪轂尺寸在19英寸以內(nèi)，輪胎寬度在250mm以內(nèi)，這意味著要控制輪轂電機(jī)的尺寸，Protean電機(jī)的長(zhǎng)寬比約為 3:1，更接近軸向磁通設(shè)計(jì)，而非常見的徑向磁通電機(jī)，但從原理來看，依舊是環(huán)形徑向磁通機(jī)，而不是軸向磁通“薄餅”。

與傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)計(jì)一樣，轉(zhuǎn)子帶有背鐵疊片和磁鐵，離心力不會(huì)將磁鐵從轉(zhuǎn)子中拉出，而是讓磁鐵和背鐵更緊密地接觸。因此無需任何固定裝置，而內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)子的傳統(tǒng)徑向磁通電機(jī)上，需要額外的固定裝置，例如纏繞絲套。

密封問題：與傳統(tǒng)電機(jī)相比，輪轂電機(jī)對(duì)密封的要求更高，電機(jī)在輪轂中而不是車身內(nèi)，這意味著經(jīng)過小水坑也可能淹沒電機(jī)，轉(zhuǎn)子殼體是盤子形狀，盤子的邊緣需要一個(gè)密封件來保護(hù)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。Protean 開發(fā)了一種密封件，經(jīng)過各種測(cè)試，比如用帶有砂粒的水噴灑。密封件之后的第二道防線是繞組和電子設(shè)備的灌封，以及涂層。密封等級(jí)達(dá)到IP69K，這意味著可以承受水泡和高壓高溫噴霧浸泡。

輪轂電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速與車輪速度相同，能夠提供足夠的扭矩，Protean系統(tǒng)不再需要任何傳動(dòng)裝置，由于剎車、電機(jī)和電控等全部封裝在輪轂內(nèi)，底盤上有了更多的空間，布置前備箱和后備箱，安裝更大的電池和冷卻系統(tǒng)。

配備輪轂電機(jī)的車輛沒有機(jī)械傳動(dòng)損失，傳統(tǒng)的中央電機(jī)、變速箱和驅(qū)動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)力傳遞到輪胎的過程中，會(huì)有明顯的機(jī)械損失，考慮到摩擦力和阻力等，傳導(dǎo)路徑越短，損失越少。Watts等人在SAE論文中對(duì)輪轂電機(jī)的效率進(jìn)行了研究，他們通過結(jié)合特斯拉的數(shù)據(jù)和建模表明，在低速時(shí)兩者效率接近，但超過24km/h后，采用輪轂電機(jī)的后驅(qū)車型效率更高。

當(dāng)車速達(dá)到 113km/h時(shí)，中央電機(jī)系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)損耗比輪轂電機(jī)損耗多80%，在高速上行駛時(shí)，保持113km/h的速度，傳統(tǒng)中央電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)損耗為94瓦時(shí)/英里，而輪轂電機(jī)系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)損耗為52瓦時(shí)/英里，差距是42瓦時(shí)/英里。比如一款車的高速續(xù)航是300英里（482km），則可以節(jié)省12.6度的電能，差異明顯，直接影響續(xù)航里程。

選車偵探觀點(diǎn)：Protean輪轂電機(jī)公司和國(guó)內(nèi)的汽車零部件供應(yīng)商萬安科技合資，這是一家主要生產(chǎn)氣動(dòng)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向總成的公司，依靠國(guó)內(nèi)成熟的供應(yīng)商，將輪轂電量量產(chǎn)，出口歐洲，第五代產(chǎn)品優(yōu)化了一些技術(shù)問題，但缺點(diǎn)依舊存在，比如增加的簧下質(zhì)量影響操控，大家覺得輪轂電機(jī)有市場(chǎng)嗎？歡迎討論。