馬達介紹：輪轂馬達 ( I )

輪轂馬達(Wheel Motor)只是一種針對馬達外觀而定義的馬達名稱，而非專屬那一種型式的馬達，只要能塞到輪子內，都可以稱為輪轂馬達。

由於輪轂馬達並沒有嚴謹的定義，因此它的英文名稱也有兩種說法Wheel或是Hub，甚至兩種單字都使用變成Wheel Hub Motor。但由於是放在輪子當中，因此代表者空間有明確的限制條件，且是用於交通載具上，會希望重量輕，單位體積的能量密度高；綜合以上條件，基本上都是採用永磁馬達。

筆者最早得知此類型的馬達，是從日本的清水浩(Hiroshi Shimizu)教授所提出，他們後來設計了一款8輪的電動車「Eliica」。主要的概念是，將動力源放在輪子當中，則可以不佔原本引擎的空間，且可依動力需求調配實際安裝的輪轂馬達數量。而對筆者來說，其實有更多可靈活運用的可能；包括轉彎時可更改左右輪的轉動方向，縮小迴轉距離；遇到路面摩擦力有差異時，如左輪遇到水面或是冰面打滑時，主動調降輪胎轉速，以恢復摩擦力作用；也可以將前後輪配合不同規格的輪轂馬達，來調配重載與高速循航時的使用情況，使馬達效率持續操作在高性能區域；甚至可依據不同的需求，做電能回充的配置。

早期的輪轂馬達都使採用工業馬達搭配齒輪箱後，放入輪胎結構當中使用；這可以算是第一代的輪轂馬達型式，基本上已經退出輪轂馬達的市場了，但在無人搬運車AGV當中仍是主流。

但隨著需求的增加，真正的輪轂馬達開始進入市場，是將輪子與馬達結為一體的設計。此時仍有齒輪的存在，但基本上都採用了同軸的行星齒輪來降低齒輪上的傳動損耗；馬達的部份內轉式永磁馬達或是外轉式永磁馬達都有人採用。這種輪轂馬達，但仍然使用齒輪變速結構的設計，屬於第二代的輪轂馬達型式；目前仍是市場上的主流，因其整體體積較小，重量也較輕，仍具備產品優勢。

發展至第三代的輪轂馬達，則是將齒輪結構完全拆除，僅留下馬達的部份，因此一定是外轉式永磁馬達，才能直接帶動輪胎旋轉。此代雖然移除了齒輪所帶來的額外傳動損耗，但馬達必須要直接做到低轉速高扭矩的輸出，往往在設計上需要多的槽極配設計，會需要更大的直徑尺寸空間，在較小的輪胎尺寸內就無法滿足動力需求。且因為多的槽極配組合，就代表磁鐵的使用數量增加；因此第三代輪轂馬達發展初期，其實是強磁釹鐵硼的費用相對低的時間點，但釹鐵硼大漲後，經濟競爭力不足，因此改回第二代的型態，減少磁鐵的使用量。

事實上還有第四代的輪轂馬達，但又換了個名字，稱為智慧輪。不僅是馬達加上齒輪結構，連驅動控制器、感測器及電池全部都包進來了，是個整合度更高的產品。但受限於空間限制，電池無法太大，導致續航力或是輸出轉矩都偏小，目前處於叫好不叫座的階段，需等待電池技術的提升。

重點整理：
輪轂馬達僅是一種針對外觀的描述。

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