New Type of In-Wheel Motor for EV

電動車新型車輪馬達的突破:

　　使用扁平式軸向磁通直流無刷馬達的構造，直接將馬達設計在車輪中，省去機械傳動齒輪機構，並使用最佳波形驅動四相繞組，馬達效率提升至90%以上， 此項突破已申請到專利：(1)可同時達到最佳效率及最大轉矩之扁平式軸向磁通直流無刷馬達設計技術及依此技術所製成之馬達，中華民國專利新型申請案號90110441，公告號543267；(2) 可同時達到最佳效率及最大轉矩之直流無刷馬達控制方法，中華民國專利新型申請案號89128382， 公告號504893，證書號164183；目前已透過國科會產學案技術移轉至特潔公司。

創新應用技術突破說明:

背景: 全球暖化與能源短缺問題日趨嚴重，車輛廢氣污染直接影響生存環境，電動車輛是未
　　　來趨勢，動力推進系統與能量管理系統成為電動車 輛的主要核心技術。

動機: 動力推進系統中的馬達是心臟，直接將馬達設計在車輪中，擺脫傳統間接驅動系統的
　　　限制，省略機械傳動和減速齒輪之功率消耗，直接提升了動力推進系統的效率。

技術突破: 摒除傳統徑向磁通馬達架構，配合車輪內扁平空間採用扁平軸向磁通直流無刷馬達。

1. 使用最佳化設計，使車輪馬達在最小重量下產生最大扭力，提升了電動車輛的起動、加速、極速與爬坡性能。
2. 以螺旋隙鋼片疊層製造方式製作定子，即使用連續矽鋼片，一邊捲繞一邊沖製出定子齒，製作出盤型定子，以雙面嵌合銣鐵硼磁鐵方式製作轉子。
3. 兩片定子與一片轉子形成兩個環面氣隙，造出兩倍力矩，實際製造出車輪馬達雛型。
4. 此為四相馬達，較傳統三相馬達具更高的力矩密度與更低的力矩漣波，理論與實驗證實: 最佳驅動電流是馬達的反電動勢波形。

機車馬達爆炸圖	車輪馬達雛型	最佳驅動電流	全國首輛軸向磁通直流無刷馬達驅動的電動機車

　　5. 實際裝車完成全國首輛軸向磁通直流無刷馬達(3KW)驅動的電動機車。
　　6. 完成全國首輛雙後輪車輪馬達(28KWx2)驅動的電動轎車。

汽車馬達盤型定子	盤型轉子	汽車車輪馬達雛型	全國首輛車輪馬達直驅電動轎車

簡述國內外相關研究成果之比較:

　　國內使用車輪馬達的電動機車都是直流有刷馬達，性能效率低，國外以車輪馬達為驅動的轎車 (如日本三菱公司) 也仍在實驗階段，尚無商品。國內尚無任何學術研究單位與廠商具有扁平式軸向磁通直流無刷車輪馬達或同型產品的研發設計能力，國外雖然有不同型式的車輪馬達在學術期刊發表，然而近五年來，本實驗室已將最新技術發表在IEEE期刊(2004, 2007)中，證明本實驗室在這項研究成果仍具世界領先技術。