轮毂电机是概念车中常见的装备，但真正可以量产的并不多见，在巴黎车展上，Protean Electric联合雷诺，推出了ProteanDrive 第五代轮毂电机，这款电机已经在中国天津量产下线，将装备在乘用车和轻型商用车上，那么这家制造商为何在国内生产，如何解决轮毂电机的一些量产难题，下面我们来详细分析。

Protean轮毂电机技术

Protean已经研发轮毂电机多年，目前已经发展到第五代技术，解决了一些轮毂电机的固有问题，得以量产，轮毂电机被封装在18英寸的轮毂内部，不仅集成了电机、逆变器，还集成了所有电源和电子控制设备、刹车和车轮轴承，这种设计不仅释放了车身部位的空间，可以安装更大的电池，还减少了动力在传动过程中的损失。

电机的定子安装在轮毂上，转子则构成电机的外部。这种“由内而外”的布置是一种新思路。首先，可以使用标准的车轮轴承作为电机轴承，从而充分利用车轮轴承。轴承刚度至关重要，因为它不仅影响气隙，还影响转子和定子之间的密封。

冷却问题：冷却也是轮毂电机的一个关键，紧凑的设计就需要更大的冷却能力，冷却剂回路的径向部分位于电子设备和定子之间。冷却剂回路的轴向部分沿定子内径延伸，有一个专门的通道。每个电机中内置温度传感器，可以监测冷却系统，就像发动机的智能温控系统。

刹车问题：轮毂电机放置的位置其实是取代传统的刹车系统，这时候要将电机和刹车系统结合起来，Protean提供了刹车的机械替代方案，与英国制动器制造商Alcon合作。刹车系统采用“由内而外”的设计，包括一个固定在Protean转子壳体外围的制动盘。每个车轮有两个卡钳，安装在定子壳体背面的支架上，制动器由液压驱动。

空间问题：对于家用车来说，一般轮毂尺寸在19英寸以内，轮胎宽度在250mm以内，这意味着要控制轮毂电机的尺寸，Protean电机的长宽比约为 3:1，更接近轴向磁通设计，而非常见的径向磁通电机，但从原理来看，依旧是环形径向磁通机，而不是轴向磁通“薄饼”。

与传统电机设计一样，转子带有背铁叠片和磁铁，离心力不会将磁铁从转子中拉出，而是让磁铁和背铁更紧密地接触。因此无需任何固定装置，而内部安装转子的传统径向磁通电机上，需要额外的固定装置，例如缠绕丝套。

密封问题：与传统电机相比，轮毂电机对密封的要求更高，电机在轮毂中而不是车身内，这意味着经过小水坑也可能淹没电机，转子壳体是盘子形状，盘子的边缘需要一个密封件来保护电机的内部结构。Protean 开发了一种密封件，经过各种测试，比如用带有砂粒的水喷洒。密封件之后的第二道防线是绕组和电子设备的灌封，以及涂层。密封等级达到IP69K，这意味着可以承受水泡和高压高温喷雾浸泡。

轮毂电机的优点

轮毂电机的转速与车轮速度相同，能够提供足够的扭矩，Protean系统不再需要任何传动装置，由于刹车、电机和电控等全部封装在轮毂内，底盘上有了更多的空间，布置前备箱和后备箱，安装更大的电池和冷却系统。

配备轮毂电机的车辆没有机械传动损失，传统的中央电机、变速箱和驱动轴将驱动力传递到轮胎的过程中，会有明显的机械损失，考虑到摩擦力和阻力等，传导路径越短，损失越少。Watts等人在SAE论文中对轮毂电机的效率进行了研究，他们通过结合特斯拉的数据和建模表明，在低速时两者效率接近，但超过24km/h后，采用轮毂电机的后驱车型效率更高。

当车速达到 113km/h时，中央电机系统的传动系统损耗比轮毂电机损耗多80%，在高速上行驶时，保持113km/h的速度，传统中央电机的传动系统损耗为94瓦时/英里，而轮毂电机系统的传动系统损耗为52瓦时/英里，差距是42瓦时/英里。比如一款车的高速续航是300英里（482km），则可以节省12.6度的电能，差异明显，直接影响续航里程。

观点：Protean轮毂电机公司和国内的汽车零部件供应商万安科技合资，这是一家主要生产气动和液压制动系统、动力转向总成的公司，依靠国内成熟的供应商，将轮毂电量量产，出口欧洲，第五代产品优化了一些技术问题，但缺点依旧存在，比如增加的簧下质量影响操控，大家觉得轮毂电机有市场吗？欢迎讨论。