全世界的汽車保有量和使用量巨大，而且增長迅速。21世紀，人類將面臨嚴峻的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，研究開發(fā)節(jié)能、環(huán)保和安全的汽車是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。其中，電動汽車以其在使用過程超低排放/零排放、能源利用多元化和高效化、便于實現(xiàn)智能化控制等方面的技術(shù)優(yōu)勢備受重視，呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢。在電動汽車諸多電力驅(qū)動系統(tǒng)形式中，采用輪轂電機系統(tǒng)作為關(guān)鍵總成，是電動汽車領(lǐng)域的研究重點和研究熱點。輪轂電機系統(tǒng)的誕生可以一直追溯到電動汽車誕生的初期，而輪轂電機在電動汽車上的廣泛應用主要集中在近幾年的概念車上。最早見諸于文獻的有關(guān)輪轂電機及其應用來自于著名汽車公司保時捷的創(chuàng)始人（F.Porsche）。1900年，保時捷研制了兩個前輪裝備輪轂電機的前輪驅(qū)動雙座電動汽車。值得引起注意的是，保時捷在1902年就研制出了采用發(fā)動機和輪轂電機的混合動力汽車，取得山地汽車拉力賽的好成績。1910年，保時捷研制了軍用陸地列車，最前面的機車發(fā)動機和發(fā)電機，后面的10輛列車利用輪轂電機驅(qū)動，可以說，保時捷是基于輪轂電機的電動汽車和混合動力汽車之父。
20世紀50年代，美國人羅伯特發(fā)明了電動汽車輪轂，并申請了專利。1968年這種輪轂被通用電氣公司應用在大型礦用自卸車上。采用輪轂電機的電動汽車具有一個明顯的優(yōu)點。就是可以采用扁平的車架結(jié)構(gòu)，因此在需要頻繁上下車的城市公共交通客車上大量應用。
輪轂電機動力系統(tǒng)通常由電動機、減速機構(gòu)、制動器與散熱系統(tǒng)等組成。輪轂電機動力系統(tǒng)根據(jù)電機的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型。通常，外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機，電機的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min左右，無任何減速裝置，電機的外傳子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機相同。內(nèi)轉(zhuǎn)子型則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，同時裝備固定傳動比的減速器。為了獲得較高的功率密度，電機的轉(zhuǎn)速通常高達10000r/min。減速結(jié)構(gòu)通常采用傳動比在10：1左右的行星齒輪減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速在在1000r/min左右。高速內(nèi)轉(zhuǎn)子的輪轂電機具有較高的比功率，質(zhì)量輕，體積小，效率高，噪聲小，成本低；缺點是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量增大，電機的最高轉(zhuǎn)速受線圈損耗、摩擦損耗以及變速機構(gòu)的承受能力等因素的限制。低速外轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小，比功率高，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，且響應速度快，外轉(zhuǎn)子直接和車輪相連，沒有減速機構(gòu)，因此效率高；缺點是如要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必須增大發(fā)動機體積和質(zhì)量，因而成本高，加速時效率低 ，噪聲大。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動車中都有應用，但是隨著緊湊的行星齒輪變速機構(gòu)的出現(xiàn)，高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式驅(qū)動系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。
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