特斯拉为啥不用轮轴电机驱动系统？
特斯拉在早期电动车车型上确实采用了轮毂电机驱动技术，比如在 Roadster 的概念车上就有过这样的尝试。但最终，特斯拉的主力车型，如 Model S, X, 3, Y 等，并没有选择轮毂电机作为主要的驱动方案。这背后有着一系列复杂的技术和商业考量，让我来给你掰扯掰扯。
首先，我们得先弄明白什么是轮毂电机驱动。
简单来说，就是把电动机直接集成到车轮的轮毂里面。这样一来，每个车轮都有一个独立的电机来驱动它旋转。听起来是不是很酷？理论上，这能带来不少好处。
为什么特斯拉（以及很多其他车企）没有大规模采用轮毂电机？
这就像很多美好的设想一样，现实往往比理想要骨感得多。轮毂电机虽然有优点，但它的缺点在实际应用中被放大了，而且这些缺点恰恰是特斯拉这种追求极致性能、可靠性和成本效益的品牌需要极力避免的。
咱们一项一项来细说：
1. 重量和簧下质量的问题：
这是最被诟病的一点，也是最影响车辆操控和舒适性的关键。
什么是簧下质量？ 你可以把它想象成，悬挂系统以下的那些重量，包括车轮、轮胎、刹车盘、刹车卡钳、以及驱动电机本身。
为什么簧下质量越低越好？ 悬挂系统的主要作用是吸收路面颠簸，让车轮尽可能地贴合路面，保持抓地力。当簧下质量很低时，悬挂系统能够更灵敏、更快速地响应路面变化，车轮就能更好地跟随路面起伏，从而提高车辆的操控稳定性和乘坐舒适性。想象一下，如果车轮很重，当它遇到一个坑洼时，巨大的惯性会让车轮很难快速抬起再落下，而是会在空中“漂浮”一段时间，导致抓地力下降，同时你也感觉车子在“跳”。
轮毂电机带来的影响： 把沉重的电动机集成到轮毂里，无疑会显著增加簧下质量。这意味着每个车轮都要“背负”一个电机，这会让悬挂系统的工作变得更加困难。即使特斯拉采用了非常先进的悬挂技术，也难以完全抵消这种负面影响。结果就是，车辆的操控性会大打折扣，过弯时的侧倾会更明显，路面颠簸也会更多地传递到车身，乘坐舒适性会下降。
2. 散热问题：
电动机在工作时会产生大量的热量，尤其是在高功率输出或长时间运行时。
轮毂电机面临的挑战： 轮毂电机集成在车轮里，周围空间非常有限，而且还要受到来自路面的各种干扰，比如水、泥、沙、盐等。这使得给轮毂电机提供高效、可靠的散热系统变得异常困难。
传统电机组的优势： 传统设计将电机放置在车架下方或车桥上，可以利用车身结构设计更优化的散热通道，甚至可以配备主动的冷却风扇或液冷系统。这样可以更好地控制电机温度，确保其在最佳工作状态下运行，尤其是在需要持续高功率输出（比如加速或爬坡）时，这一点尤为重要。
3. 动力传输和效率：
虽然轮毂电机理论上可以省去很多传动部件，但实际效率并非这么简单。
直接驱动的诱惑： 轮毂电机是直接驱动车轮，省去了变速箱、传动轴、差速器等，这听起来可以减少能量损失，提高效率。
电机本身的效率： 然而，电机的效率往往在一定的转速和扭矩范围内达到最佳。轮毂电机需要在很宽的转速范围内工作，而这可能会导致电机本身的工作效率并非一直处于最优状态。
永磁同步电机： 特斯拉目前主要使用的是永磁同步电机，这种电机在效率和功率密度上表现出色。但如果将其小型化并集成到轮毂里，为了保持足够的扭矩和功率，可能需要非常大的磁体和线圈，这又会回到重量和成本的问题上。
传统布局的优势： 通过合理的齿比设计，传统电机配合变速箱（即使是简单的单速变速箱），可以将电机工作在更高效的转速区间，从而在整体上达到更好的效率。而且，差速器等部件虽然会带来一些传动损失，但它们能更好地控制左右轮的转速差，优化过弯时的操控性。
4. 成本和可靠性：
将复杂的电机、传感器、驱动电子元件集成到每个轮毂中，成本会非常高昂。
制造成本： 轮毂电机需要精密制造，并集成大量的电子元件，这使得单件制造成本远高于独立的电机。
维修和更换成本： 一旦某个轮毂电机出现故障，维修或更换的成本将非常高。而且，由于集成度高，故障排查也可能更复杂。想象一下，一旦一个车轮的电机坏了，你得整个轮子换掉，这和换个刹车片、换个轴承的成本完全不是一个量级。
环境适应性： 车轮需要承受各种恶劣的道路环境，包括雨、雪、泥、沙、石子碰撞，甚至路肩的刮蹭。集成在轮毂里的电机和电子元件必须具备极高的防护等级，这不仅会增加成本，也会影响可靠性。传统电机组则可以更好地被保护在车身下方。
5. 悬挂设计的限制：
轮毂电机也会对悬挂系统的设计带来限制。
结构强度： 轮毂电机需要承受巨大的驱动力和转向力，并且要与刹车系统协同工作。这需要对轮毂和悬挂的连接结构进行重新设计，以保证足够的强度和刚性。
弹簧和减震器的选择： 集成电机后，悬挂系统的弹簧和减震器的调校也可能需要做出妥协，以平衡簧下质量增加带来的负面影响。
那么，为什么还有人坚持研究轮毂电机？
当然，轮毂电机并非一无是处，它的一些优点仍然非常诱人：
四轮独立驱动的极致： 每个车轮都能独立控制转速和扭矩，可以实现非常精确的扭矩矢量分配，理论上能带来极致的操控和牵引力控制。
空间利用率的提升： 如果成功克服了重量和散热问题，轮毂电机可以释放车身内部的空间，为电池或其他部件腾出更多位置。
结构设计的简化（理论上）： 省去了传统的传动系统，车身结构可以更灵活。
特斯拉的选择：更成熟、更平衡的解决方案
特斯拉之所以选择在量产车上使用独立电机和差速器（或电子差速器）的方案，是因为这是一种在性能、可靠性、成本和用户体验之间取得最佳平衡的方案。
可靠性： 传统的驱动系统技术成熟，经过了数十年的验证，其可靠性有保障。特斯拉通过优化电机和电控系统，能够实现非常优秀的性能，包括强大的加速和精准的操控，例如通过电子差速器来模拟扭矩矢量控制。
成本效益： 相对于高度集成的轮毂电机，独立电机和传动系统的生产和维护成本更低，这有助于特斯拉实现其降低电动车成本的目标。
性能调校： 通过前后独立的驱动电机，并配合先进的电控系统，特斯拉能够灵活地调整前后轴的扭矩分配，实现四轮驱动的优势，同时又避免了轮毂电机带来的簧下质量问题。
总而言之，轮毂电机是一个充满潜力的技术，但它在实际应用中面临的挑战，尤其是在簧下质量、散热、成本和可靠性方面，目前来看还难以完美解决。特斯拉作为一个务实且追求极致的用户体验的品牌，自然会选择当前最成熟、最可靠、最符合其产品定位的技术路线。他们更倾向于通过优化现有成熟技术，来实现卓越的性能和用户体验，而不是去冒着巨大风险采用一项尚未完全成熟的颠覆性技术。
首先，我们得先弄明白什么是轮毂电机驱动。
简单来说，就是把电动机直接集成到车轮的轮毂里面。这样一来，每个车轮都有一个独立的电机来驱动它旋转。听起来是不是很酷？理论上，这能带来不少好处。
为什么特斯拉（以及很多其他车企）没有大规模采用轮毂电机？
这就像很多美好的设想一样，现实往往比理想要骨感得多。轮毂电机虽然有优点，但它的缺点在实际应用中被放大了，而且这些缺点恰恰是特斯拉这种追求极致性能、可靠性和成本效益的品牌需要极力避免的。
咱们一项一项来细说：
1. 重量和簧下质量的问题：
这是最被诟病的一点，也是最影响车辆操控和舒适性的关键。
什么是簧下质量？ 你可以把它想象成，悬挂系统以下的那些重量，包括车轮、轮胎、刹车盘、刹车卡钳、以及驱动电机本身。
为什么簧下质量越低越好？ 悬挂系统的主要作用是吸收路面颠簸，让车轮尽可能地贴合路面，保持抓地力。当簧下质量很低时，悬挂系统能够更灵敏、更快速地响应路面变化，车轮就能更好地跟随路面起伏，从而提高车辆的操控稳定性和乘坐舒适性。想象一下，如果车轮很重，当它遇到一个坑洼时，巨大的惯性会让车轮很难快速抬起再落下，而是会在空中“漂浮”一段时间，导致抓地力下降，同时你也感觉车子在“跳”。
轮毂电机带来的影响： 把沉重的电动机集成到轮毂里，无疑会显著增加簧下质量。这意味着每个车轮都要“背负”一个电机，这会让悬挂系统的工作变得更加困难。即使特斯拉采用了非常先进的悬挂技术，也难以完全抵消这种负面影响。结果就是，车辆的操控性会大打折扣，过弯时的侧倾会更明显，路面颠簸也会更多地传递到车身，乘坐舒适性会下降。
2. 散热问题：
电动机在工作时会产生大量的热量，尤其是在高功率输出或长时间运行时。
轮毂电机面临的挑战： 轮毂电机集成在车轮里，周围空间非常有限，而且还要受到来自路面的各种干扰，比如水、泥、沙、盐等。这使得给轮毂电机提供高效、可靠的散热系统变得异常困难。
传统电机组的优势： 传统设计将电机放置在车架下方或车桥上，可以利用车身结构设计更优化的散热通道，甚至可以配备主动的冷却风扇或液冷系统。这样可以更好地控制电机温度，确保其在最佳工作状态下运行，尤其是在需要持续高功率输出（比如加速或爬坡）时，这一点尤为重要。
3. 动力传输和效率：
虽然轮毂电机理论上可以省去很多传动部件，但实际效率并非这么简单。
直接驱动的诱惑： 轮毂电机是直接驱动车轮，省去了变速箱、传动轴、差速器等，这听起来可以减少能量损失，提高效率。
电机本身的效率： 然而，电机的效率往往在一定的转速和扭矩范围内达到最佳。轮毂电机需要在很宽的转速范围内工作，而这可能会导致电机本身的工作效率并非一直处于最优状态。
永磁同步电机： 特斯拉目前主要使用的是永磁同步电机，这种电机在效率和功率密度上表现出色。但如果将其小型化并集成到轮毂里，为了保持足够的扭矩和功率，可能需要非常大的磁体和线圈，这又会回到重量和成本的问题上。
传统布局的优势： 通过合理的齿比设计，传统电机配合变速箱（即使是简单的单速变速箱），可以将电机工作在更高效的转速区间，从而在整体上达到更好的效率。而且，差速器等部件虽然会带来一些传动损失，但它们能更好地控制左右轮的转速差，优化过弯时的操控性。
4. 成本和可靠性：
将复杂的电机、传感器、驱动电子元件集成到每个轮毂中，成本会非常高昂。
制造成本： 轮毂电机需要精密制造，并集成大量的电子元件，这使得单件制造成本远高于独立的电机。
维修和更换成本： 一旦某个轮毂电机出现故障，维修或更换的成本将非常高。而且，由于集成度高，故障排查也可能更复杂。想象一下，一旦一个车轮的电机坏了，你得整个轮子换掉，这和换个刹车片、换个轴承的成本完全不是一个量级。
环境适应性： 车轮需要承受各种恶劣的道路环境，包括雨、雪、泥、沙、石子碰撞，甚至路肩的刮蹭。集成在轮毂里的电机和电子元件必须具备极高的防护等级，这不仅会增加成本，也会影响可靠性。传统电机组则可以更好地被保护在车身下方。
5. 悬挂设计的限制：
轮毂电机也会对悬挂系统的设计带来限制。
结构强度： 轮毂电机需要承受巨大的驱动力和转向力，并且要与刹车系统协同工作。这需要对轮毂和悬挂的连接结构进行重新设计，以保证足够的强度和刚性。
弹簧和减震器的选择： 集成电机后，悬挂系统的弹簧和减震器的调校也可能需要做出妥协，以平衡簧下质量增加带来的负面影响。
那么，为什么还有人坚持研究轮毂电机？
当然，轮毂电机并非一无是处，它的一些优点仍然非常诱人：
四轮独立驱动的极致： 每个车轮都能独立控制转速和扭矩，可以实现非常精确的扭矩矢量分配，理论上能带来极致的操控和牵引力控制。
空间利用率的提升： 如果成功克服了重量和散热问题，轮毂电机可以释放车身内部的空间，为电池或其他部件腾出更多位置。
结构设计的简化（理论上）： 省去了传统的传动系统，车身结构可以更灵活。
特斯拉的选择：更成熟、更平衡的解决方案
特斯拉之所以选择在量产车上使用独立电机和差速器（或电子差速器）的方案，是因为这是一种在性能、可靠性、成本和用户体验之间取得最佳平衡的方案。
可靠性： 传统的驱动系统技术成熟，经过了数十年的验证，其可靠性有保障。特斯拉通过优化电机和电控系统，能够实现非常优秀的性能，包括强大的加速和精准的操控，例如通过电子差速器来模拟扭矩矢量控制。
成本效益： 相对于高度集成的轮毂电机，独立电机和传动系统的生产和维护成本更低，这有助于特斯拉实现其降低电动车成本的目标。
性能调校： 通过前后独立的驱动电机，并配合先进的电控系统，特斯拉能够灵活地调整前后轴的扭矩分配，实现四轮驱动的优势，同时又避免了轮毂电机带来的簧下质量问题。
总而言之，轮毂电机是一个充满潜力的技术，但它在实际应用中面临的挑战，尤其是在簧下质量、散热、成本和可靠性方面，目前来看还难以完美解决。特斯拉作为一个务实且追求极致的用户体验的品牌，自然会选择当前最成熟、最可靠、最符合其产品定位的技术路线。他们更倾向于通过优化现有成熟技术，来实现卓越的性能和用户体验，而不是去冒着巨大风险采用一项尚未完全成熟的颠覆性技术。
网友意见
你想说的是轮毂电机吧，不光是特斯拉，只要厂家不傻，就不会有人设计用轮毂电机的乘用车。我们就不说影响簧下质量的事儿，单说电机本身。
轮毂电机的功率密度和效率是很低的。没错，凡是你看到有人说轮毂电机效率高性能好的，可以肯定那个人是外行。轮毂电机从来都是因为其他一些原因必须舍弃减速箱才不得不用。
我们都知道功率是转矩和转速的乘积，轮毂电机的工作转速远远低于一般的驱动电机，因此转矩就需要非常大。。。然而很遗憾的是一般驱动电机的转矩密度已经很大了，根本没有大幅度提高的空间，所以轮毂电机的转矩也大不到哪儿去，但它的转速又低了一个数量级，因此轮毂电机的性能就比较差劲了。
至于效率，电机的损耗主要是铜耗和铁耗，而且在非高速的情况下又以铜耗为主。铜耗就是绕组电阻消耗的能量，可以粗暴的看成和绕组电流的平方成正比。而绕组电流又可以粗暴的看成和电机转矩成正比。大转矩当然会高铜耗，但这不是重点。重点是一台电机在同样的转矩下，铜耗是差不多的，这时候如果转速下降，那就相当于损耗几乎不变的情况下输出功率下降，等于效率就差了。轮毂电机又要高转矩又转不快，这效率自然很难优化好了
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