目前，世界上第一台真正意义上的量产高性能纯电动公路跑车Roadster来自美国特斯拉公司。TeslaRoadster是第一辆使用锂电池技术的纯电动跑车，一次充电的续航里程为320Km，0-96km/h的加速时间只需3.7s。早期，特斯拉纯电动跑车有TeslaRoadster版本[6]，如图1-1所示；TeslaModelS版本如图1-2所示。

图1-1TeslaRoadster纯电动版本

图1-2TeslaModelS纯电动版本

1.3电动汽车轮毂电机国内外发展现状

在市场上有不少的新能源汽车采用的是电力驱动，所以轮毂电机驱动有广阔的前景。混合动力汽车、燃料电池电动车以及纯电动汽车等新能源汽车，安装轮毂电机驱动都能比较大的技术优势，新能源车型的再生制动将在采用轮毂电机技术的车型得到实现。

目前国内也有自主品牌汽车厂商开始研发此项技术，在2011年上海车展展出的瑞麒X1增程电动车就采用了轮毂电机技术。瑞麟X1-EV同时搭载两个336V30KW的轮毂电机，可外接交流220V充电或者直流外板充电。

图1-3上海车展上的瑞麒X1-EV

对于普通轿车所装的轮毂电机，日系汽车厂家在此技术的开发上比较早，经过较长时间的研发，日本丰田公司和美国通用公司在该领域处于世界领先的地位。

同步电机一经问世，良好的性能受到日本汽车公司的青睐，1998年，尼桑公司研发的新一代电动小客车在美国加州投入使用。近几年日本推出一款内置式双层永磁体的永磁同步电机，使得电机的最大效率区和转矩均增加10%，运行区域可大于93%，最大峰值效率达到97%以上[7]。1996年，丰田公司的电动汽车RAV4采用东京电机公司的插入式永磁同步电机作为其驱动电机，下属的日本富士电子研究所的永磁同步电机最大功率可以达到50kW,最高转速可以达到1300r/min[8]。

除日本以外的国家，还有些国家也在不断研究电动轮技术，都取得不俗的进步。在英国，Sheffield大学颁布了一项针对电动赛车的计划，车轮由电池提供能量，并采用电动机和减速器的形式。这样电机每分钟最高转速可高达两万转，因为减速器的存在，最高转速可以降至每分钟两千转，该类车的百公里加速时间只需3s。

图1-4本田公司研发的轮毂电机

第二章轮毂电机的工作原理

2.1轮毂电机设计方法概述

轮毂电机设计时需要以永磁同步电机为模板进行设计与分析，其基本设计过程可以参照永磁同步电机的设计。与传统电机相比，永磁同步电机可以简化结构、优化性能等，因此它非常适合应用在电动汽车轮毂电机上。

虽然轮毂电机的设计过程非常复杂，但与永磁同步电机的设计步骤保持一致，根据设计的原则，一般设计步骤大致包括以下几个方面：

①　分析电动汽车行驶过程中的阻力和牵引特性，确定电动汽车轮毂电机的额定功率和额定转速，确保设计出的电机符合电动汽车使用目的、工作环境和运行条件等要求；

②　在确定轮毂电机的基本工作参数后，进行转子设计，(选择永磁体材料、转子磁路结构、电机极数、定子绕组和极槽配合等一系列工作)；

③　对轮毂电机的基本结构进行选择之后，开始电机的电磁设计，通过计算确定电机的基本尺寸，（轮毂电机的主要尺寸，永磁体形状和尺寸计算、定转子冲片设计等）。

2.2轮毂电机的工作原理

轮毂电机技术是一项新型的驱动技术，完美实现电驱动。这项技术将永磁同步电机内部关键结构安装到轮毂内，在保证不影响电机正常性能的情况下，实现驱动电动汽车。

轮毂电机简化了传统永磁同步电机的结构，生产速度也将加快，生产效率会大大提高。

轮毂电机的工作原理是：轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，转子固定在车轴上，一通电则定转子相对运动。电子换相器（开关电路）根据位置传感器信号，控制定子绕组通电顺序和时间，产生旋转磁场，驱动转子旋转[9]。