把電機裝進車輪里 我國首款輪轂電機乘用車來了

　　在全球新能源汽車市場競爭從“增量爭奪”邁入“存量博弈”的今天，核心技術的自主可控成為車企安身立命的根本。驅動系統作為新能源汽車的“動力心臟”，更是各國車企創新角力的核心戰場。

　　近日，由哈爾濱理工大學教授謝穎領銜的研發團隊，在國家“十四五”重點研發計劃項目的支持下，歷時2年攻關，成功破解了高性能輪轂電機從實驗室走向生產線的系列關鍵技術。更令人振奮的是，這項被譽為“未來驅動解決方案”的輪轂電機技術，已正式搭載于全國首款輪轂電機量產乘用車——“東風奕派007”。目前，該車已納入工業和信息化部第401批《道路機動車輛生產企業及產品公告》。

　　創新設計：車輪自己具備驅動能力

　　簡單來說，輪轂電機是把原本安裝在汽車底盤懸架上的集中驅動電機，“拆分”為多個電機，分別集成到每個車輪里，讓車輪自己具備驅動能力。這個聽起來巧妙的設計，卻是一道困擾行業多年的工程技術難題：傳統集中驅動電機有足夠的底盤空間安放，還能配備完善的散熱、防護裝置，而輪轂電機要在直徑不到70厘米的車輪內部，塞進電機、制動器、輪轂軸承等一整套裝置。更苛刻的是，車輪在行駛中要承受顛簸、浸水、泥漿、高低溫等各種惡劣環境考驗，這對電機的密封性、耐久性、抗干擾性提出了遠超傳統電機的要求。

　　為此，謝穎團隊提出了多場量強耦合與精確解耦的輪轂電機協同設計新方法。該方法能夠更精確地模擬和預測電機在實際運行中的復雜狀態，從而指導設計優化。

　　在這一設計理念指導下，團隊取得了一系列突破性創新。他們首創的12層梯形齒變繞距扁線繞組結構，相當于給電機繞組“瘦身塑形”，在同樣空間內提升了電磁性能；而創新的齒軛分離定子結構，更實現了轉矩密度與效率的雙重提升。

　　值得一提的是，這個產學研團隊形成了強大的攻堅合力。該項目由東風汽車集團牽頭，聯合哈爾濱理工大學、上海電驅動股份有限公司等多家單位攻關。經過6輪迭代優化，團隊研發的電機樣機在中期驗收時就全面超越預設指標，為量產奠定了堅實基礎。

　　散熱突破：緊湊結構內實現高效降溫

　　如果說創新設計是輪轂電機的“心臟”，那么散熱技術就是保障它持續運轉的“呼吸系統”，這也是橫亙在輪轂電機量產面前的“攔路虎”。電機運行時會產生大量熱量，如同家里的電暖氣，溫度過高就會自動跳閘保護。而輪轂電機被密封在車輪內部，空間狹小，緊鄰“制動器”，熱量散不出去就會導致電機效率下降，嚴重時甚至會燒毀電機。

　　團隊把解決電機溫升的問題比作“在密封的小房間里裝空調”。這個“空調”既要散熱效率高，又不能占用太多空間。經過無數次設計分析，他們提出了高散熱、低流阻的冷卻結構與新型導熱灌封材料集成方案，實現了直驅輪轂電機的高效冷卻。

　　“我們讓電機實現了體積越來越小、性能逐漸提高的設計目標。”謝穎介紹，團隊最終研發出的高密度直驅輪轂電機樣機，在項目中期驗收時已全面滿足甚至超過了課題預設的全部性能指標，為后續的工程化樣車開發與量產落地提供了堅實的技術保障。

　　體驗升級：駕乘盡享靈活大空間

　　技術突破最終要轉化為實實在在的駕乘體驗。輪轂電機最具革命性的價值，就在于它顛覆了延續百年的汽車驅動架構，實現了從“中央集權”到“分布式自治”的轉變。謝穎打了個比方，傳統汽車的驅動系統就像“一個教練帶著四個運動員跑步”，教練通過傳動軸這個“指揮棒”給四個車輪分配動力，響應速度慢且不夠精準；而輪轂電機則是“四個運動員各自配備一個教練”，每個車輪都能根據路況獨立調整動力輸出，不僅響應更快，還能實現更復雜的行駛姿態，適應電動智能化的發展趨勢。

　　這種轉變帶來的首先是駕駛體驗的升級。傳統驅動系統的動力傳遞存在延遲，而輪轂電機實現了“指令直達車輪”。為了解決轉矩輸出平順性問題，團隊采用轉子三段“一字”斜極技術，大幅降低了齒槽轉矩脈動，就像給動力輸出裝上了“平順器”。

　　空間利用率的提升更是讓消費者直接受益。由于取消了發動機、傳動軸等傳統部件，汽車底盤實現了“全面瘦身”。輪轂電動車布置拓撲可以被比喻為給電池平板加了4個自驅車輪，調節輪距和軸距即可改變車寬和車長，讓小車、大車、乘用車、商用車共享平臺化開發優勢。“這就像把客廳里的大沙發換成了組合式家具，空間一下子就騰出來了。”謝穎解釋道。這種空間重構使得底盤可以容納更多電池，有效提升續航里程；同時還能打造超大前備箱，車內地板實現純平設計，后排乘客腿部空間也更加充裕。

　　技術的終極價值在于其大規模產業化應用。“東風奕派007”是全國首款進入工業和信息化部新車公告的輪轂電機驅動新能源乘用車，這標志著東風汽車集團與課題合作單位在工程化、產品化方面實現了完美對接。

　　從實驗室里的原理樣機到即將駛上街頭的量產車型，哈爾濱理工大學團隊用多年深耕實現了輪轂電機技術的國產化突破。這一全球首款量產輪轂電動車成果不僅讓我國在新能源汽車核心驅動技術領域掌握了主動權，更為汽車產業提供了分布式驅動的新范式。隨著首款量產車的落地，一個更高效、更舒適、更智能的電動出行新時代，正加速向我們駛來。（記者 朱虹）

　　轉自：科技日報

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