2018年轮毂电机驱动市场前景及应用领域分析（图）

         轮毂电机优势显著，市场前景可观
          轮毂电机的最大特点是动力、传动、制动的高度集成。轮毂电机相较于目前主流的集中电机驱动方式拥有显著优势，其最大的特点是将驱动、传动和制动装置均整合到轮毂内部，省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件，底盘结构大幅简化，极大的节省车内空间，提升乘车舒适度。

          尤其在客车系统应用方面，轮毂电机的特性保证了客车系统结构可以满足低地板、大通道的设计，为乘客上下车提供更多便利。

图：轮毂电机在新能源汽车上的分布

          轮毂电机可实现多种复杂的驱动方式。由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此可以实现前驱、后驱、四驱多种形式。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向。例如搭载轮毂电机的雪佛兰S-10试验车可实现静止状态旋转90度，使停车入位的过程变得更加简便。

图：轮毂电机可以实现原地转向

 
          轮毂电机驱动便于采用多种新能源技术。纯电动汽车、燃料电池汽车、增程式汽车均可采用轮毂电机驱动，对于混合动力车型，在起步或者加速阶段也可以采用轮毂电机助力。此外，制动能量回收等技术也可以在轮毂电机上得以实现。

图：轮毂电机可以匹配纯电动、混合动力和燃料电池电动车等新能源车型

 
          成本高、整车配套改造技术尚未成熟仍是制约轮毂电机产业化的主要原因
由于轮毂电机具有高效率，高集成度的优点，与新能源汽车十分契合，在新能源汽车领域有非常好的发展前景。但由于轮毂电机还没有大规模量产，成本居高不下，推广普及还需要一定时间。

          参考观研天下发布《 2018-2023年中国减速器、减速电机产业市场发展需求调研与投资前景趋势研究报告 》

          从技术层面来讲，轮毂电机将驱动电机、减速机构、制动器全部集中在车轮内，非簧载质量大量增加，可能会导致车辆垂直方向的振动幅度变大，影响车辆行驶过程中的平顺性与舒适性。此外，轮毂电机还有很多防水防尘防震和散热的问题需要克服。

图：轮毂电机可能会使汽车的簧下质量增加

 
          从成本角度考虑，二轮/四轮驱动采用的轮毂高于传动电机成本，轮毂电机与减速器的配合尚不成熟，且控制器较多，由一个控制器控制四个电机的技术还未达到应用的程度。更为重要的是，安装轮毂电机会令传统的汽车底盘结构发生较大变动，如悬架系统、制动系统、电机控制器等，甚至需要重新设计底盘系统模块，因此目前轮毂电机在国内的应用基本处于样车测试阶段，尚未实现产业化。

          随着新能源汽车在全球的蓬勃发展，轮毂电机的市场关注度不断提高，经过众多厂商的长期研发与测试，许多技术难点正在被逐渐突破，例如Protean在Vivaro上进行真车测试，通过了各类复杂路面的可靠性测试;Protean与Elaphe都采用了水冷系统解决散热问题;

          普利司通的轮毂电机产品旧DIMS)借用第二悬挂装置安装在簧下，以电机质量作为减震器质量，减轻弹簧共振的同时提高乘车舒适性与轮胎接地性能;

          亚太股份正在进行年产15万套新能源汽车轮毂电机驱动底盘模块技术改造项目，预计将于2018年年底完成。

图：BDIMS轮毂电机簧下减重结构示意图

 

          综合看来，轮毂电机的分布式驱动技术较集中驱动技术拥有明显优势，主要体现在提高车身空间利用率、节能降耗、降低整车设计与制造陈本、适应电动汽车beplay下载软件 化开发等方面。

          与此同时，轮毂电机的大规模产业化还面临着一定的技术考验，主要是对于可靠性和校准精度的更高要求、散热问题、簧下质量增加以及与整车配套的问题。

          从市场角度来看，由于目前新能源汽车产量小，且国内新能源汽车，尤其是纯电动汽车，大部分在原有燃油汽车平台上改装而成，不适合分布式驱动的要求，无法发挥轮毂电机的全部性能，能源效率低下，改装电动车的性能不尽理想，整车厂普遍缺乏先进的、轻量化的纯电动车平台开发能力，更设计不了轮毂电机驱动方案的专用平台。整车改造技术不成熟、成本高等因素使得轮毂电机技术距真正实现产业化还有一段距离。

          轮毂电机或率先在商用车领域推广，逐步过渡到乘用车市场
          轮毂电机在航天军工特种领域最先开始应用，此后逐步过渡到民用领域的商用车和乘用车。

          在商用车领域，已有新能源客车将电驱动系统升级为分布式驱动系统，如欧洲超过10个城市的公交车辆采用了e-Traction轮毂电机系统，有效降低了能耗。

          此外，国内厂商如比亚迪等均纷纷发力分布式驱动系统的另一种形式一一轮边电机系统，比亚迪首款纯电动客车K9采用轮边驱动电机总成，除了能够提高车厢内部空间，增加承载量之外，更低的机械损耗以及制动能量回收系统意味着能够提高续航能力，减少公交的营运成本。

图：采用轮边电机的比亚迪K9

 
          从市场布局来看，我们认为分布式驱动系统或率先在商用车领域尤其是大中型客车领域得到应用。大中型客车由于载客量大，使得簧上和簧下的质量配比并不明显，而且大中型客车在城市中的运行速度较慢，对轮毂由于重量增加带来的惯量较小。

          此外，应用轮毂电机的大中型客车能够真正实现低地板、大开门、宽通道，使得乘客可以更加便捷地上下车，提高公共交通的运力。根据资料显示，采用e-Traction轮毂电机技术的公交车，大约可以提升20%的运力，车身自重可减轻30%。

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