文 ▎蒋城先
导语 ：在昨天举行的2014FSC中国大学生方程式汽车比赛的谢幕战——耐久赛中，来自德国斯图加特大学的E20号车力压群雄，夺得耐久赛电车组第一名，同时也获得了电车组总分第一名。其加速性、稳定性之强令人咂舌，其尖利而平滑的电机声给人留下了深刻的印象。
现在问题来了，“斯图（加特）”为何如此“吊炸天”呢？
许多参加FSC比赛的同学纷纷抢答：斯图加特大学“GREEN TEAM”车队的电车采用了四台AMK DT5轮毂电机，所以才能狂甩对手大半圈。那么，轮毂电机为啥这么流弊呢？
（由于重量轻，E20电车甚至不需推杆，用手推也很轻松）
对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、也让车辆的结构更为复杂，同时也存在需要定期维护和增加故障概率。
但轮毂电机能很好地解决了这个问题，其由嵌进车轮里的小型电机直接供能。这种直驱式轮毂电机因为无需使用减速箱，传动轴或差速器，因此赋予了车辆更多的灵活设计，同时大大降低传动系统能量损耗，峰值输出扭矩可达1000牛米。
（后轮的电机外观）
除结构更为简单之外，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率，通过直接在轮端输出动力，传动效率也比传统车辆传动系统大大提升。
斯图加特大学的电车得益于轮毂电机的使用，让整个车身设计更为紧凑轻便，整车重量仅为167公斤（不含车手）。而国内高校的电车净重普遍在300公斤左右，即使最轻的北京理工大学的电车，也有230公斤。
█ 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，因此可在纯电动或者任何燃料类型的车辆应用上使用或改装，无论是前驱、后驱，它都可以轻易实现，而通过轮毂电机应用实现全时四驱分布式驱动则是最佳和最简单的解决方案。斯图加特大学正是采用了这一方案。
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（不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大），对于特种车辆的驱动应用极具价值。
在本次FSC比赛中，E20电车便多次展现出了惊人的操控能力，即使是在过弯太猛的情况下，也能轻松的校正回来，并且不会出现漂移现象。
以直线加速赛为例，斯图加特大学电车的成绩为3.6秒，比第二名快了0.92秒。
（斯图加特大学电车在场上遥遥领先，注意箭头所指）
█ 多样化新能源车驱动技术
新能源车型不少都采用电驱动，因此轮毂电机也就大有用武之处。无论是纯电动还是混合动力、插电式混合动力电动车，抑或是燃料电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力；即便是对于混合动力车型，也可以采用轮毂电机配合发动机使其工作在高效区。同时，新能源车的很多技术，比如制动能量回收也可以很轻松地通过轮毂电机得以实现。
当然，轮毂电机能效和扭矩输出惊人，但同样成本也很高，据说斯图加特大学的电车，仅轮毂电机一项就高达10万欧元，这也是该技术还很难在普通家用电动汽车上普及的一个原因。
尽管挑战很大，但许多厂商也在积极改进轮毂电机，让它能够走入寻常百姓家。再回到FSC，一些经济实力较强的国内高校在看到斯图加特大学车队的出色表现后，也纷纷表示会考虑使用这项技术。
（斯图加特大学电车队队员在监控车辆状态）
█ 附：轮毂电机小史
把轮毂电机技术应用到汽车制造上并不算什么新鲜事，早在1900年，费迪南德·保时捷（Ferdinand Porsche）老爷子就提出了把电机装到车轮子上的想法，并首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车。但是想归想，那个时代的生产技术显然不能很好的解决电池寿命、耐久度以及一连串问题的。
直到20世纪70年代，轮毂电机技术才广泛应用于矿山运输车等专业领域，而对于普通乘用车上的使用，日系厂商的研发开展较早，目前也处于行业领先地位，包括通用、大众在内的汽车巨头也都对该技术有所涉足。目前国内也有自主品牌汽车厂商开始研发此项技术，例如，在2011年上海车展的时候，瑞麒X1增程电动车就采用了轮毂电机技术。
由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，都可以更轻松地实现。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，可以明显减小车辆的转弯半径，对于特种车辆很有实际意义。
相应的，尽管经过长时间的发展，轮毂电机技术依旧有质疑之处。首先，它可能会影响车辆驾控感受，这并不难理解，通常注重驾驶感受的性能车通常会使用重量更轻的材质作为悬挂部件，尤其是减少簧下重量。但是装配轮毂电机后，质量会有明显增加，无法避免一定程度的影响车辆驾控乐趣。
另外一点，对车辆的制动效果和能耗容易造成影响，我们都知道传动动力乘用车，需要由发动机带动真空泵，但更换为轮毂电机后，真空泵能量来源则会来自电机，这可能意味着更多电能的消耗，而轮毂电机的电量储备通常不会很大。同时，轮毂电机工作的环境恶劣，面临水、灰尘等多方面影响，在密封方面也有较高要求，设计上也需要为轮毂电机单独考虑散热问题。