汽车的“四肢革命”要来了？我愿称之为“Deepwheel”

　　当DeepSeek以“思考即创造”的AI大模型惊艳科技圈时，很少有人注意到，在新能源汽车领域，另一场关于“四肢进化”的技术革新正在同步上演。就像深度学习重构了人工智能的思维模式，轮毂电机技术正在彻底改写新能源汽车的动力法则——这个将驱动系统直接植入车轮的黑科技，正在让每个车轮都成为独立的“智能运动单元”。

　　轮毂电机是将动力装置、传动装置和制动装置等集成在轮毂内的电机，直接安装在车辆轮毂中，用来驱动车轮旋转，是车辆实现动力输出的核心部件。其基本功能是把电能或别的形式的能量转化为机械能，为车辆提供驱动力，使车辆能够行驶。比如在一些电瓶车、电动摩托车以及部分电动汽车上，都有轮毂电机的应用，其通过自身的转动带动车轮转动，让车辆前进或后退。

　　轮毂电机的应用带来的好处毋庸置疑，首先是空间布局更灵活。由于无需在车辆底盘上布局电机、变（减）速器等部件，车内的空间布局能更加自由，工程师可以设计出更宽敞的车内空间，或者开发出更独特的车型，比如小型城市通勤车，能够在有限的车身内提供更多的乘坐和储物空间。其次，轮毂电机动力传输更高效。由于动力直接传递到车轮，减少了传动系统的能量损耗，对于新能源车能效的提升也有非消极作用，同时也带来了更直接的动力响应。

　　另外，操控能力大幅度的提高。每个车轮都能独立控制转速和扭矩，这在某种程度上预示着车辆在行驶过程中能轻松实现更精准的操控。比如，在湿滑路面或者越野路况下，电子控制管理系统可以根据每个车轮的抓地力情况，单独调整动力输出，让车辆保持稳定行驶，不容易打滑失控。此外，车辆可以轻轻松松实现原地转向（坦克掉头）、横向平移（也就是常说的蟹行）等特殊行驶能力，在狭窄空间停车、转弯更轻松。

　　然而，轮毂电机仅仅提供了车轮的动力来源，最终让车辆按照驾驶者的意图行驶起来，需要一个集成多种功能和系统的综合性模块，这个模块叫做轮毂电机角模块。这个模块中除了包含轮毂电机外，还通常集成了减速机构、电子控制管理系统、传感器和相关的机械结构等。减速机构用于将电机的高速低扭矩输出转换为适合车轮驱动的低速高扭矩；电子控制管理系统可根据车辆行驶状况和司机操作，精确控制轮毂电机的运行；传感器用于实时监测车轮的转速、扭矩、温度等参数，为电子控制管理系统提供数据支持；相关机械结构则起到连接、支撑和保护等作用。可以说，轮毂电机角模块是一个以轮毂电机为核心，具备多种功能协同工作，以实现车辆更高效、更精准驱动和控制的集成化模块。

　　截止到上面所说的似乎都是好消息，但是轮毂电机角模块在实际应用中也存在着要解决的问题，否则很难像Deepseek那样大规模普及，做到“轮毂电机平权”。

　　首先，就是可靠性问题。由于车辆的使用场景多样，轮毂电机角模块要应对复杂路况带来的冲击、振动，以及水、污垢等外因影响，保证长期稳定运行。因为集成度太高了，一个小部件出问题，可能整个模块甚至汽车都没法正常运行，而且在复杂的环境下，它的可靠性还需要再提高。

　　其次，是成本问题。目前研发技术成本高，小批量生产难以减少相关成本，导致应用推广受限。成本降不下来，大规模推广就很难。第三，是散热难题。轮毂电机和制动系统集成在有限空间，轮毂电机工作时会产生很多热量，再加上制动等部件也会发热，车轮位置空间狭小，散热不太容易，影响性能和安全性。此外，还有系统协调控制的难点。由于多系统集成，各子系统间的协调控制复杂，要确保车辆行驶的稳定性和安全性。

　　随着近年来我国在轮毂电机角模块领域取得了多项技术创新和突破，技术的大规模应用促进了试验方法标准的立项。在中国汽车工程学会的指导下，数十家整车企业、高等院校及测试检验、终端制造等行业企业和机构参与制定了《汽车用轮毂电机角模块关键试验方法》系列标准：

　　T/CSAE 378—2024《分布式驱动电动汽车转矩矢量控制试验方法》

　　T/CSAE 376—2024《搭载轮毂电机角模块的电动汽车道路可靠性试验方法》

　　T/CSAE 375—2024《汽车用轮毂电机角模块轴耦合结构耐久性试验方法》

　　轮毂电机角模块技术的发展并非一帆风顺，在实际应用的道路上面临着诸多挑战，但正如Deepseek在面对复杂难题时展现出的创新精神，工程技术人员们也在不断探索和突破。从新型材料的研发到智能控制管理系统的优化，每一次进步都在为未来的智能汽车铺平道路。轮毂电机或许将成为汽车发展的下一个关键节点，正如Deepseek在AI领域所扮演的角色一样。

　　在定义标准《分布式驱动电动汽车转矩矢量控制试验方法》时，对试验条件进行规定，无特殊规定时，温度在-40～40℃；相对湿度小于95%；海拔不超过1000m；试验时不应有雾、雨、雪或雹，瞬时风速不大于5m/s。

　　试验场地应满足下列相关条件：应为坚硬而清洁的路面，不平度无突变，非坡道测试场地任意方向的坡度应不大于1%，坡道测试场地应具有10%、15%、20%坡度的标准试验道路。路面具体类型应符合对应试验方法中的相关描述；应具有附着系数大于0.8的高附着系数路面，如：干沥青路面或干水泥路面等；附着系数在0.2至0.4之间的低附着系数路面，如：压实雪路面或瓷砖路面等；附着系数小于0.2的极低附着系数路面，如冰面或洒水的湿瓷砖路面；应具有单一路面、对开路面、对接路面及棋盘路面，由高附着系数路面及低附着系数路面如棋盘状均匀间隔排布而成。

　　试验包括低速大转角机动性试验、对接路面加速试验、对开及棋盘路面原地起步加速试验、车辆脱困试验、弯道加速试验、双移线变道试验。低速大转角机动性试验步骤如下：

　　a，将分布式驱动电动汽车静止在水平高附路面上，固定方向盘转角分别为左、右最大方向盘转角限值；

　　b，缓慢调整加速踏板开度，使车辆稳定维持(10±1)km/h 的纵向速度，方向盘转角从始至终保持不变；

　　d，以各驱动电机等扭矩分配的控制方式，按照试验步骤a、b再次完成三组试验，作为对照组。

　　a，将分布式驱动电动汽车静止在水平路面上，驾驶员踩下加速踏板，使车辆直线加速；

　　c，试验过程中，驾驶员可通过方向盘干预，维持车辆从始至终保持在车道内直线行驶，但方向盘最大修正角度不应超过45°，否则该次试验无效；

　　对开及棋盘路面原地起步加速试验包括水平对开路面原地起步加速试验、对开坡道原地起步加速试验、棋盘路原地起步加速试验。车辆脱困试验步骤如下：

　　a，将分布式驱动电动汽车静止在水平路面上，分别依次使单轮、双轮(包含单轴、单侧及对角车轮)、三轮放置于滑轮组上；

　　b，允许驾驶员对加速踏板开度进行动态调整，期间方向盘转角应保持在±5°以内。从加速踏板开度发生明显的变化到各车轮均完全脱离滑轮组之间的时间记录为车辆脱困时间，若单次脱困时间超过10 s，则该次脱困试验失败；

　　c，若各车轮垂向载荷分布均匀，相互间偏差在±10%整车质量对应的载荷以内，则每种滑轮组布置方式仅完成其中任意一种方案即可，如：单轮滑轮组试验仅针对某一车轮来测试；若各车轮垂向载荷间偏差超过±10%整车质量对应的载荷，则每种滑轮组布置方式的全部方案均应做试验，如：单轮滑轮组试验须对全部四个车轮分别进行测试；

　　弯道加速试验包括均一路面弯道加速试验和对开路面弯道加速试验。双移线变道试验则按照以下步骤进行试验：

　　a，按规定行驶方向，车辆驶入测试区，规定离开第1 段及进入第5段的车速平均值，为顺利通过本测试规程的最高车速；

　　b，可选用以下两种加速踏板开度操控方法之一：在整个测试过程中加速踏板开度尽可能保持稳定。如果有必要，能够直接进行预试验以确定踏板开度；在测试中也可采用任何加速踏板开度；

　　试验仪器应符合GB/T 12534—1990中3.5试验仪器、设备的规定，测量范围及最大误差应满足要求。

　　本标准的意义在于建立统一的试验方法，使得角模块在汽车上的应用更安全可靠，同时与其他汽车底盘集成研究者可以有效的进行无障碍交流。

　　在定义标准《汽车用轮毂电机角模块冲击试验方法》时，对试验条件进行规定，无特殊规定时，温度在0℃～40℃；相对湿度为20%～85%；气压为86kPa～106kPa。

　　冲击试验包括碎石冲击、路沿碰撞、机械冲击、连续变幅变频冲击。碎石冲击，轮罩尺寸应根据轮胎轮辋型号与实际车辆保持一致，角模块与轮罩相对位置应与实车在整备质量落地状态下的相对位置保持一致。角模块与碎石相对距离与实车在整备质量状态下下陷的深度保持一致；试验前碎石应充满容器。试验用碎石应为被水冲蚀的道路碎石，等效直径应在9.53mm～15.86mm 之间，不应使用碎裂的石灰岩或岩石；由于在重复撞击后，碎石会变钝，或碎裂。每月应随机取容器内30%碎石进行随机检查，若随机检查的碎石中不符合等效直径的碎石占比超过所取出碎石的10%，则应更换容器内全部碎石。

　　路沿碰撞，路沿碰撞试验应包括纵向路沿碰撞试验、横向路沿碰撞试验、30°车轮转角路沿碰撞试验，每项试验应采用全新的角模块。

　　机械冲击，试验时在被测样品3个轴的正负方向上施加半正弦波形冲击脉冲，每个方向施加冲击次数10次，每次间隔10s，角模块转向角度设置0°、5°、15°，各进行一次试验，外观查验与性能测试都合格则为机械冲击试验合格。连续变幅变频冲击，将角模块通过夹具固定在连续变幅冲击试验机上，将最大驱动力加速至50km/h，并在50km/h速度下维持60s；之后最大制动力制动至0km/h，并在0km/h 速度下维持60s，同时，角模块的车轮以2°/s的速度转向，转角范围为15°至-15°，转向的目标转角与实际转角偏差不超过1°，且试验时间不小于2h。

　　碎石冲击试验、路沿碰撞试验、机械冲击试验、连续变幅变频冲击试验均合格，则视为通过冲击试验，任何一项试验不合格视为未通过冲击试验。

　　试验报告应至少包括：前言，说明试验任务的来源；试验依据；试验目的；试验对象：说明被测角模块系统的主要参数，并附加图形、照片及必要的说明；试验设备及仪表：应写明主要设备及仪表的名称、厂家、型号、精度及其他基本信息参数，以及标定日期及测量部位；试验条件与标准不同之处；试验结果：包括碎石冲击试验结果、路沿碰撞试验结果、机械冲击试验结果、连续变幅变频冲击试验结果及冲击试验最终结果。

　　在定义标准《搭载轮毂电机角模块的电动汽车道路可靠性试验方法》时，对试验条件进行规定，无特别的条件时，应在温度为-10℃～40℃；相对湿度为20%～85%；气压为86kPa～106kPa下进行。

　　试验车辆按照GB/T 12534确定的方法对试验车辆进行配载，在公共道路及封闭的汽车试验场道路做试验。在对车辆进行磨合后，进行整车性能测试、行驶可靠性试验、转向可靠性试验、制动可靠性试验以及结束试验后对车辆进行全方位检查。行驶可靠性试验包括公共道路试验和汽车试验场试验，试验车辆应在公共道路的城市道路、一般道路和山路进行行驶试验以及在汽车试验场的高速环道、强化耐久路、标准坡道、涉水池、泥浆池做试验，且明确试验车辆的里程分配和车辆配载。

　　转向可靠性试验包括8字转向和原地转向试验。试验检查包括检查轮胎的磨损程度（或偏磨情况）；轮毂电机角模块的异响、噪音；轮毂电机角模块的密封性；轮毂电机角模块的绝缘性和耐压性；轮毂电机角模块零部件的结构完整性。在上述试验结束后，保证安全的前提下，进行连续制动试验，连续制动试验共包含30次连续的制动操作，分为试验A和试验B，具体见图2所示，当试验车辆出现重大故障后，应终止试验。

　　在定义标准《汽车用轮毂电机角模块轴耦合结构耐久性试验方法》时，对试验条件进行规定，无特别的条件时，试验条件要求温度在-10℃～40℃；相对湿度为20%～85%；气压为86kPa～106kPa。

　　试验样品为轮毂电机角模块，对试验样品安装好后，选不一样路面采集数据，并规定采集数据需要符合以下要求：

　　在做试验时按照规定步骤，其中注意试验运行后，每2h停止一次，检查试验样件情况并进行记录，试验过程中如发现相关故障，应根据QC/T34及QC/T893对试验过程中出现的故障进行记录。

　　试验终止分为正常终止条件和非正常终止条件，正常终止条件为：①直驱型轮毂电机角模块总循环次数达到2500次，总试验时长不小于120h；②减速型轮毂电机角模块总循环次数达到3000次，总试验时长不小于180h。非正常终止条件为：试验过程中如试验样品出现严重故障，即通过简单修复不可回到正常状态状态，无需更换备件或零部件，试验终止，结果不合格。

　　我们相信，在标准背后，更多科研人员将会对角模块进行更加深入研究，推动汽车底盘向集成化、智能化发展，推动汽车角模块的进步。诚然，标准内容无法覆盖所有细节，研究者们可基于标准主体，进行不断实践、探索。