【行业必看】轮毂电机将是下一场汽车革命？
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如果问下一场汽车革命是什么，那一定是轮毂电机！
2024年上半年，中国新能源汽车总销量将达到491万辆，占全球总数的66%，中国汽车市场生产的电机占全球总量的70%-80%，目前主流电机采用永磁同步电机，装机量占比78%，目前市场主流车企例如比亚迪、特斯拉、理想、小鹏、蔚来等均采用永磁同步电机，而热门的轮毂电机，未来的电机技术革命型产品，仍然没有量产，轮毂电机的关键技术是需要解决轻量化、电机效率和整车控制核心问题，国内外企业专家均布局这项颠覆性的技术研究新的方向，轮毂电机的量产将使新能源汽车电机效率提升、底盘设计更简洁、轻量化实现质的提升。
本文带你详细了解国内外轮毂电机最新研究方向。
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国际研究轮毂电机的核心技术
轮毂电机在国外的研重点是关注轮毂电机中的轴向长度、气隙磁通密度、磁体厚度和齿宽，在通过模拟仿真数据之后寻找到最佳性能的轮毂电机设计方案。
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轮毂电机几何形态（a）、轮毂电机转子（b）
轮毂电机定子（c）
1.1
轮毂电机的绕组方式研究
轮毂电机天然自带定子结构，定子是固定部分，转子是外部旋转部分。定子铁芯外径为195毫米，内径为128毫米。导体的数量定子绕组中的每个槽为42个，导体直径为2304mm。两层绕组和绕组类型为整卷。平行分支的数量为1。定子数量插槽为18。转子的外径为213毫米，内径196.5毫米。转子的包装长度为33.7毫米，磁铁厚度为4毫米。
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轮毂无刷电机绕组方式及参数详解
Ansys/RMxprt仿真程序中，轮毂无刷直流电机展示了效率为88.44%，额定转速为325rpm。如果额定转速能达到20000rpm，效率可能会接近99%。这比市面上量产的整车点击效率高出2%。
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轮毂电机仿真测试图
1.2
基于遗传算法的轮毂无刷直流电机优化
遗传优化（GA）算法主要适用于测算及锁定最优电机新能参数，通常使用五步实现，即建模、匹配、筛选、执行、循环。
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遗传算法测算的轮毂电机参数
GA用于优化影响轮毂无刷直流电机的效率，包含内部变量定子的直径、转子的外径、长度、
空气间隙的高度、槽的高度、电机轴向的长度、气隙磁通密度、磁体厚度和齿厚，同时GA算法可以在轮毂电机的各个设计参数中计算出模拟值，算法计算结果如下：
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遗传算法预测轮毂无刷直流电机变量
此外，这项研究还探索了轮毂电机在各项部件中的性能表现及参数测定，为轮毂电机的实现和量产提供了科学的参考，研究出自Kenan Toker博士及其团队，想要全部研究资讯，请在文末添加官方客户微信发送！
目前，加拿大公交集团已经实现小范围的轮毂电机公交车的试运行，但是量产还未实现。
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目前国内研究轮毂电机的进展
目前国内研究轮毂电机的企业主要有弗迪动力、吉利汽车、汇川动力、亚太电机等，主要研究方向聚焦于电机的性能、外观设计和底盘设计方向。
2.1
高性能轮毂电机分布式驱动
集成角模块悬挂总成使底盘实现左右轮的机械电气解耦，轮端可实现-90到+25度的转向，使底盘具有横移、蟹形变道、后轮辅助转向、枢形移车、原地转向等机动姿态。完全解耦的线控转向技术实现了SBW与分布式四轮角模块的融合控制。同时模拟EMB技术，实现和轮毂电机制动能量回收的协调控制，提升底盘安全性与经济性。
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亚太电机小范围量产测试轮毂电机
2.2
簧下质量降低研究
轮毂驱动式电动汽车不仅取消了发动机、离合器、变速器、传动轴等装置，而且在轮辋内部安装了轮毂电机，造成簧载质量减少、非簧载质量显著增加的后果。非簧载质量过大对汽车行驶平顺性有影响，对高速行驶在路况差的路面上的车辆更为明显。目前，国内外降低非簧载质量的方法主要有轻量化设计和非簧载质量转换两种方法。
轻量化设计主要是指选择材料为铝、镁合金的悬架、轮辋及其他零部件，或者从结构上将电机、轮辋、轮毂、轮毂轴承和制动系统等部件一体化设计。同济大学将悬架与电动轮模块进行高度集成，较大程度减轻了车辆底盘结构。
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轮毂电机一体化轻量化设计
国内轮毂电机的研究注重在轻量化设计理念上，将电驱系统与轮毂一体化设计，节约了车身重量成本，相比较国外的轮毂电机技术在实用性上更具有优势。
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轮毂电机的未来发展
轮毂电机系统是分布式电驱的核心零部件，未来轮毂电机市场预计2030年将会达到103亿美元，一旦量产将对汽车行业产生颠覆性影响。各大主机厂、供应链企业、标准协会等均在广泛布局这项革命性技术。
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