在前幾期，從整車的角度來分析瞭輪轂電機帶來的影響。本期，回到電機本身，來看看這個問題。
現階段，主流的輪轂電機技術研究主要集中在以下幾傢企業：Protean、Elaphe、Nidec、Dana TM4、Neapco、NTN、Michelin、Scheaeffer、Mobis、REE等。
Protean
Protean於2008年在英國成立，發展至今已有13年，技術成熟度相對較高。2021年11月4日，電動汽車制造商貝迪奧（BEDEO）宣佈已從恒大收購Protean 。
Protean主推產品有兩款：PD18和PD360。通過10餘年的發展，PD18已發展到第五代。
PD18已在多樣車進行搭載。其中，北汽在2017年車展上展出瞭基於PD18的改裝樣車BJ80。
最新的PD18參數如下，400V下，峰值性能達到80kW/1250Nm/1600rpm，36kg。
在50ºC進口溫度，水冷，13min/L流量，電機性能如下。
PD18結構包含制動盤（Brake Disk）、制動卡鉗（Brake caliper）、防護罩（Protective Cover）、控制器（Power Electronics）、電容環（Capacitor Ring）、定子（Stator）、軸承（Bearing）、轉子（Rotor）、輪胎（Wheel）。
這套系統基於18寸輪胎開發，無齒軸變速，可以看出轉子外定子外側，也就是所謂的外轉子電機（永磁同步/無刷直流）。電機控制器一體，同時高度集成傳統摩擦制動。功能安全基於ISO26262，壽命15年/30萬公裡。
1. 外轉子電機
電機由定子和轉子組成，根據轉子的位置不同，又可分為外轉子電機和內轉子電機。其中外轉子電機，無減速裝置，車輪的轉速與電機轉速相同；而內轉子電機，配備固定傳動比的減速器，也是我們最常見的驅動電機。
通常外轉子電機也被成為直接驅動型，而內轉子電機被稱為減速驅動型。
在轉子重量相同情況下，內部轉的沒有外面轉的轉動慣量大。因此內轉子電機與外轉子電機相比更適合高速，這也導致瞭在電機的設計存在一定差異，比如內轉子電機極數比外轉子極數少/扭矩低。
無論是外轉子電機還是內轉子電機，都屬於徑向磁場電機，磁感線沿徑向分佈 。與徑向磁場電機相對應的是軸向磁場電機 ，比如YASA電機，後續會詳細介紹。
2. 直驅
從技術可行性的角度來說，輪轂電機可以采用減速驅動方案，但實際上更多的還是采用直接驅動。
正所謂零件越多失效風險越大，考慮到車輛基本會采用四個輪轂電機，采用零件更多的減速驅動型無形中風險加倍。前面也談到，輪轂電機現階段的成本是較為昂貴的，因為零件的減少也是技術推動的一個方向。
從瞬態性能的角度出發，通過消除齒輪的背沖和機械要求，直接驅動將提供絕對最佳的瞬態轉矩率（單位時間的扭矩變化），從而控制在滑移控制情況下使用的保真度。
從佈置空間來看，減速型方案電機直徑受限嚴重，匹配能力減弱，很難有發揮的空間。
3. 電機控制器集成
在“三合一”已經普及的今天，電機控制器的集成算不上太新鮮。但從輪轂電機的應用來說，這種集成與傳統集中式佈置的集成出發點有那麼一點點不一樣。
早期的單體式電機，電機本體與控制器相互獨立，兩者之間通過高壓線束進行連接，三者均處於靜態。
試想一下，如果輪轂電機與控制器單獨佈置，那麼就意味著需要至少4根EMC屏蔽的高壓線束進行轉接（每根高壓線束集成3相，共計12路線束）。
對於大電流傳輸線束，為保證更小的電阻，線束的直徑是希望越大越好。然而，由於這些線束在車輛運行過程中會隨著車輪進行旋轉/折彎，承受反復的彎曲疲勞，線束的直徑是希望越小越好。兩者的沖突，在保證壽命的情況下，線束最終還是會選擇小直徑方案，這樣一來，線束的內部溫度問題就變得嚴重。同時，考慮到輪轂電機的惡劣工況，控制器與電機的集成就變得“必須要這麼做”，而不是簡簡單單的優化與改進。
4. 功能安全ISO26262
根據ISO 26262要求：任何單一故障都不能阻止駕駛員保持控制。輪轂電機的功能安全設計也是基於此進行開展。確保電機任何部分的故障影響對整車影響最小的一種智能方法就是關閉並排除受故障影響的電機區域。這意味著每個電機需進行單獨控制。某一電機故障，系統有效將其關閉，其餘的子電機工作，並補償損失的部分扭矩。安全目標，本質上歸結為車輪扭矩誤差的控制。
最後，看一下PD18的制造過程。
從視頻中，可以清晰的的看到，PD18輪轂電機就是大一號的無刷直流電機。
吐血整理最通俗易懂的電機控制講解（二）-你知道BLDC和PMSM的區別嗎？
集中式圓線繞組、霍爾傳感、定子水冷……
聊完PD18，接下來產品定位於城市交通的PD360。
交通即服務的城市交通正在獲得動力，隨之而來的是對新型城市交通車輛的需求。無論是共享還是私人，無論是乘客還是貨物交付，人為駕駛還是自動駕駛，這些新車輛都需要新技術才能適應目的。
PD360是基於PD18開發的一整套解決方案，最大特點就是可實現360°旋轉。
作為輪轂電機的代表之一，瞭解瞭Protean輪轂電機方案有助於瞭解後續其他方案。
未完待續！！！
下期接著聊
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