12月5日，在由国家精密微特电机工程技术研究中心、上海有色网信息科技股份有限公司、宁波招宝磁业有限公司、浙江电驱动创新中心主办的IEMC 2024SMM（第四届）电机年会暨产业链博览会——电机创新节能技术论坛上，中信戴卡信能公司首席技术专家李斌 轮载电机关键技术及发展预测。
1. 直驱式轮毂电机概述
轮毂电机的优势及技术特点：
简化车辆结构：轮毂电机省去了离合器、变速器、传动轴、差速器等大量机械部件，使车辆结构大为简化，整车质量减轻，不仅提高了能源利用效率，使车辆设计更加灵活，车内空间得到优化，也为实现底盘系统的分布智能控制提供了保证；
分布智能控制：轮毂电机可以独立控制每个车轮的转速和转矩，提供更好的车辆操控性和行驶稳定性。传统的自动防抱死系统ABS，驱动防滑控制系统 ASR，车身稳定系统 ESP 等车辆动力学控制可用软件实现且响应快100倍。
轮毂电机的技术难点：
轮毂电机与轮毂结构件集成困难，热源集中，簧下质量大；直驱轮毂电机是乘用车的主要结构形式，低速高启动转矩；液冷散热影响了车辆的可靠性；结构简单可靠；轮毂电机电磁拓扑和机械结构的创新设计。
轮毂电机的技术要求：①结构简单可靠，轻量化；②高转矩密度；③高启动转矩和响应速度；④低噪音和振动；⑤良好的散热性能；⑥轮毂电机整体效率应高于96%；⑦轮毂电机总体重量应小于35kg，提高簧下布置可行性。
2. 直驱式轮毂电机主要结构形式
3. 轴向磁通轮毂电机
① 高转矩密度：轴向磁通电机的扭矩与转子半径的立方成正比，相比径向磁通电机，它们在相同输出功率下体积更小、重量更轻。② 结构紧凑：轴向磁通电机的体积比径向磁通电机小50%，重量轻50%；③ 高效率：轴向磁通电机的效率普遍高于径向磁通电机，满足国家一级能效、欧洲IE5标准；④ 低噪音和振动：由于磁场分布均匀，轴向磁通电机在运行时产生的噪音和振动较低；⑤ 散热性能：轴向磁通电机的散热方案需要创新技术；⑥ 轮毂结构：轴向磁通电机与轮毂结构件的融合设计有助于优化载荷传递、提高轮毂电机驱制动性能。
4. 磁场调制永磁轮毂电机
① 高转矩密度：磁场调制永磁轮毂电机通过磁场调制技术，可以在较小的体积和重量下产生较大的转矩，对于电动汽车的轻量化设计非常有利；② 宽调速范围：由于磁场调制技术的应用，这类电机能够在较宽的转速范围内保持较高的效率和稳定的转矩输出，适合电动汽车对宽调速范围的需求；③ 高启动转矩：通过对极槽配合关系的优化设计，可以提高电机的电磁性能，增加启动转矩，减少转矩脉动，提高电机的运行效率和稳定性；④ 高效率和低铁耗：磁场调制永磁轮毂电机特殊的磁路结构，可以减少铁耗，提高电机效率，提高电动汽车能源利用率；⑤ 散热性能：通过优化设计电机，散热性能优于轴向磁通轮毂电机。
5. 直驱式轮毂电机技术发展预测
根据目前电机技术的研究，最具发展前景的两种电磁拓扑结构是轴向磁通轮毂电机和磁场调制永磁轮毂电机。
磁场调制永磁轮毂电机属于径向磁通电机，制造技术成熟，适合低成本批量制造。目前我们通过结构创新和优化设计，逐步提高转矩密度，满足轮毂电机的设计目标。
轮毂电机是分布式动力系统，采用分布智能控制，需要相应的动态自适应扭矩控制算法提升汽车在颠簸路面行驶时的稳定性和安全性。动态自适应扭矩控制算法模块由整车控制器（Vehicle Control Unit，简称VCU）执行，并通过CAN总线控制轮毂电机的转速和转矩。
6. 直驱式轮毂电机设计原则
7. 直驱式轮毂电机控制原理
电机控制的基本原则：建立电机的基本方程或电路模型；从电机的基本方程出发，确定电机的被控参数和检测参数；根据电机的控制原理基本方程完成电机控制方案及控制算法。
其还对电机控制的分析方法进行了阐述。
8. 轮毂电机研发规划及关键技术
7.5kW轮毂电机及控制器
适用车型：低速乘用电动车、物流电动车、观光电动车等；
电机类型：磁场调制永磁轮毂电机；
控制器类型：低成本FOC控制器（72V，工业级）；配套VCU：低成本电子差速控制。
关键技术：①磁场调制永磁轮毂电机高转矩密度结构优化；②低成本FOC控制及高启动转矩算法；③低成本VCU及电子差速控制算法；④低成本产品级设计，便于低成本批量生产。
25kW轮毂电机及控制器
适用车型：轻型乘用电动车、物流电动车、观光电动车、特种电动车等；
电机类型：磁场调制永磁轮毂电机；
控制器类型：风冷FOC控制器（400V，车规级）。
关键技术：①磁场调制永磁轮毂电机高转矩密度结构优化；②高性能FOC控制及高启动转矩算法；③高性能电子差速控制算法；④低损耗热平衡技术。
75kW轮毂电机及控制器
适用车型：乘用电动车、物流电动车、特种电动车等；
电机类型：磁场调制永磁轮毂电机；
控制器：液冷碳化硅高性能FOC控制器（800V，车规级）。
关键技术：①磁场调制永磁轮毂电机，高转矩密度，双转子结构；②高性能FOC控制及高启动转矩算法；③动态自适应扭矩控制算法，提升电动车的稳定性、安全性和舒适性；④低损耗热平衡技术。
