2.2.4 轮毂电机分散式

在电机-驱动桥整体式基础上，对机械驱动系统进行进一步简化，便可得到轮毂电机分散式构型。如图2-7所示，这一驱动方式就是把驱动电机安装在电动汽车的车轮轮毂中，电机输出转矩直接带动驱动轮旋转，从而驱动电动汽车行驶。这种布置方式把电机-驱动桥整体驱动布置方式中的半轴也取消掉了，其结构更为简洁、紧凑，整车质量更小。同传统汽车相比，轮毂电机分散式电动汽车把传统汽车的机械动力传动系统所占空间完全释放出来，使动力电池、行李箱等有足够的布置空间。同时，它还可以对每台驱动电机进行独立控制，有利于提高车辆的转向灵活性和主动安全性，可以充分利用路面的附着力，便于引进电子控制技术。采用轮毂电机分散式的动力系统必须要解决的问题是如何保证车辆行驶的方向稳定性，同时动力系统的驱动电机及其减速装置必须能够布置在有限的车轮空间内，要求该驱动电机体积较小。

图2-7 轮毂电机分散式的结构原理

轮毂电机分散式电动汽车是当前的一大研究热点，但是这一构型并不是近年才出现的。早在1900年，保时捷公司就研制了名为洛纳德的前轮驱动双座电动汽车，该车的两个前轮就装有轮毂电机。后来，由于内燃机汽车在续驶里程、动力性等方面都明显优于电动汽车，所以内燃机汽车成为主流，而电动汽车则在很大程度上放缓了发展的脚步，轮毂电机电动汽车也没有继续研发下去。近年来，随着电动汽车的再次兴起，国内众多汽车生产厂商、高校、研究院等对轮毂电机分散式电动汽车进行了大量的研究。香港中文大学开发了四轮驱动/四轮转向的多方向运动车，通过控制四个车轮的驱动和转向实现了原地转向和横向移动。吉林大学仿真与控制国家重点实验室开发了全线控四轮轮毂电机独立驱动电动汽车。上海交通大学、哈尔滨工业大学、武汉理工大学等高校在轮毂电机和电驱动轮开发与产品化方面也进行了大量研究工作。

目前，日产的FEV、福特的Ecostar都采用了轮毂电机分散布置方式，通用公司也称将在它的电动汽车和混合动力电动汽车上采用这样的布置方式。轮毂电机分散式是未来电动汽车驱动系统布置方式的发展趋势。