费迪南德·保时捷似乎总是走在时代的前沿。早在1900年，他就构思出了最早的电动汽车之一，后来为了弥补其原始的铅电池不足，又增加了一台燃气发动机。如今，我们称之为增程式电动汽车，而这类汽车或许将成为电气化领域的下一个重大突破。
但那辆车还搭载了另一项如今再次流行的技术：轮毂电机，最终催生了第一辆全轮驱动汽车。轮毂电机与随处可见的舷内电机不同，因为它们本质上是车轮的一部分，无需驱动轴或差速器。它们允许将动力更直接地传输到道路上，并且具有多种优势。
轮毂电机似乎也是将传统内燃机汽车改造成混合动力汽车的绝佳方式，而且成本极低。然而，尽管一些汽车制造商和技术供应商也曾尝试过这些想法，但却没有取得任何成果。这让我不禁想问：为什么我们至今还没有在量产电动汽车上看到轮毂电机，或者将其作为第三方电动汽车解决方案？
首先，这里可能需要先了解一下电动机。在传统的电动汽车上，牵引电池（即主电池）为驱动车轮的电动机供电。大多数现代电动汽车在前轮驱动或后轮驱动时配备一个电动机，在全轮驱动时配备两个电动机。一些汽车制造商正在为其车型增加三个甚至四个电动机，以增强动力。
但这些电机通常位于车轮内侧，并集成在变速箱本身中。考虑到电机尺寸越来越紧凑，难道不能将电机直接安装到车轮内部吗？
将电机安装在车轮上似乎是腾出更多车辆空间的好方法。这样既可以安装更大的电池，也可以简单地增加车厢内的载货或乘客空间。
轮毂电机还能简化电动汽车平台，并显著简化副车架的设计。这种较低的复杂性不仅降低了制造成本，还能促进平台模块化，因为这样更容易改变轴距和轮距，而无需修改许多其他部件。
换句话说，如果不必在汽车中部或车身某处为发动机留出空间，那么在设计方面就会获得更大的自由。
它还可以让前轮驱动、后轮驱动和全轮驱动的车辆在同一平台上，只需进行少量修改。能够在同一平台上打造多款不同的车型，无疑有助于初创公司降低前期工程和制造成本，同时也能缩短实际生产汽车所需的时间，从而提高初创企业的成功率。
轮毂电机的另一大优势是显著降低传动系统损耗。内燃机汽车的传动系统损耗最高，因为内燃机汽车的动力从发动机通过变速箱、差速器和驱动轴传递到车轮，而这些环节都会产生损耗。即使是目前的电动汽车，仍然配备减速齿轮、差速器和驱动轴，动力从电机传递到车轮时仍然会损失一部分。
将电机置于车轮内部直接驱动车轮，可以减少摩擦和能量浪费。这不仅能确保电机的大部分动力传递到地面，还能提升效率和续航里程。电动汽车的续航里程永远不会不够，因此，采用更简单、更便宜的传动系统来增加续航里程似乎是个好主意。
它还可以实现更精确的扭矩控制和扭矩矢量控制。独立电机不仅可以模拟限滑差速器的功能，还能超越限滑差速器，提供通过精确控制每个电机无法实现的牵引力水平。
轮毂电机相比于内置电机有很多优势，但也带来了新的问题。首先想到的就是非簧载质量的增加。非簧载质量是指悬架部件（以及车轮）未受悬架支撑的重量，保持较低的非簧载质量可以提高舒适性、抓地力和操控精度。
这可以通过将重型制动器内置来抵消，但这也会增加悬架和副车架设计的复杂性，很可能从一开始就抵消掉轮毂电机带来的诸多优势。梅赛德斯希望将制动盘集成并完全封装在驱动单元中，这会带来诸多好处，包括消除制动片粉尘的排放。
电动机的转子部分可能会直接连接到车轮，而定子则固定在悬架上。由于定子本质上是车轮的一部分，这将增加其转动惯量，这意味着它将更加抵抗速度和方向的变化，从而降低其加速和转向的能力，从而可能降低车辆的灵活性。
轮毂电机的另一个潜在问题是，它们受到的冲击比内置电机要大得多——轮胎和悬架受到的任何损坏都可能以某种方式转移到电机上。
任何坑洼或路面不平都会对电机造成震动，影响轴承或转子等运动部件的寿命。电机还会暴露在水、雪和盐中，这些因素可能会加速密封件的磨损，并可能渗入电机，引发各种问题。
冷却可能是另一个需要克服的潜在障碍，尽管工程师们可以设计出巧妙的散热车轮，以及将冷空气引导至电机以防止过热的方法。许多高性能汽车都采用这种方法来保持刹车冷却，这种冷却方式也适用于驱动装置，尽管效率略低，因为这样就不会冷却那些实际发热的内部部件。
悬架上还会有高压电缆从电池连接到电机。这些电缆需要为电机供电，但它们也会承受很大的运动，如果发生碰撞导致车辆失去一个车轮，这些电缆可能会暴露高压电缆，对车内乘员和车辆周围的紧急救援人员构成严重的触电危险。
虽然有办法降低这种风险，但这也会增加系统的复杂性，而该系统的主要吸引力本应在于其简单性。轮毂牵引电机的稀缺性也推高了它们的价格，经济因素无疑是原始设备制造商不愿采用它们的重要原因。
但有些人正在尝试。
雷诺宣布，即将推出的 5 Turbo 3e将配备两个轮毂电机，分别驱动每个后轮。雷诺宣称轮毂电机的一大优势在于响应速度，“其效果与过去的涡轮增压器类似，但没有迟滞。” 精确控制每个车轮的动力分配，将带来有趣的尾部操控和必不可少的漂移模式。
这种驱动单元（也包含盘式制动器）能够“显著减轻后桥的重量并节省空间”。该车需要20英寸的车轮才能容纳这些驱动单元，每个驱动单元可产生268马力，总峰值功率可达536马力。雷诺预计，该车0-100公里/小时加速时间约为3.5秒，最高时速可达270公里/小时。
现代汽车是少数几家致力于轮毂电机研发的原始设备制造商之一。其名为“Uni Wheel”的项目设想将轮毂电机广泛应用于电动汽车和其他产品，并宣称其具有改进封装和释放更多内部空间等优势。现代表示，未来计划将轮毂电机应用于从小型车到高性能电动汽车等各类车辆。
轮毂电机在城市配送车辆中也具有应用价值，因为它们可以在固定的轮距和轴距内提供更大的载货空间。既然可以省去传统的车轴，那么利用车轮之间的空间来增加储物空间，让货车能够装载更多箱子也就不足为奇了。
汽车传动系统供应商 Neapco 与轮毂电机专家 Elaphe 合作，专门为此设计了一款名为 SuperBear 的轮毂电机，并宣称其具备上述优势。其驱动装置甚至内置双速变速箱，可安装在常规商用级轮辋上，适用于前轮驱动和后轮驱动。
然而，用笨重的电机驱动前轮对转向系统来说并非好事。在前轴上安装轮毂电机可能需要对前悬架和转向系统进行额外的重新设计，使其更易于控制，并减少可能非常严重的扭矩转向。
它们的设计目的是单独为车辆提供动力，或与内燃机一起作为混合动力系统的一部分为车辆提供动力。这些电机也可用于为老款车辆提供电气化，尽管这个想法并不新鲜，其他公司也曾尝试开发类似的解决方案，但最终未能按承诺将其推向市场。
我们也不能忘记Lordstown Endurance，搭载了四台 Elaphe 轮毂电机，差点就投产了。或许它的独特电机和配备小型电池的增程式电动动力系统过于超前了。增程式电动系统被认为是电动汽车领域的下一个热门趋势，但它们的轮毂内都不会安装电机。
与Neapco一样，总部位于英国的Protean Electric公司也在研发用于乘用车、商用车以及更重型应用的轮毂电机。其最新的第五代Proteandrive电机功率为138马力，在四电机配置下最高可达552马力。该电机可安装在18英寸的车轮内，据称可与重达11,400磅（5.2吨）的车辆兼容。
许多公司声称他们的车辆是基于“滑板平台”打造的，但实际上，它只是一个结构性电池组和两个用螺栓固定的副车架——它并不是真正的滑板。配备四个轮毂电机可以打造一个真正的滑板式平台，释放车轮之间的空间，用于其他用途（例如安装额外的电池模块以延长续航里程）。
轮毂电机在各种形状和尺寸的两轮车上都取得了广泛的成功。但在四轮车领域，几十年来它们只是偶尔使用，通常仅用于测试目的（或用于月球车），从未成为电动汽车工程的主流。一旦有公司将其推向市场，充分利用其所有优势，并取得成功，这一切就可能改变。
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