電傳動技術是車輛實現全電化的重要基礎，電驅動系統是電動車輛的動力核心，而輪轂電驅系統是電驅動系統的終極驅動形式，輪轂電機的性能在輪轂電驅系統中具有決定性作用。

德國H. Weh等提出并研制了橫向磁通電機，該電機在磁路結構上解除了電磁負荷之間的耦合關系，同時在空間上也解除了對電機尺寸上的限制，其轉矩密度達到傳統電機2～5倍。因此，橫向電機高的轉矩密度非常適合應用于直驅型輪轂電機系統中，且得到了許多學者進一步的關注。

西北工業大學蘇士斌提出了一種定子雙六相盤式橫向磁通電機，定轉單元結構如圖1所示，電機結構單元基于雙定子單轉子盤式構型，電機由兩個單元構成，每個盤上有三相繞組，兩個單元組成雙六相電機，其中定子采用E型結構，為了增加氣隙磁通，在定子齒之間增加了導磁條。可以看出，該電機充分利用了輪轂內部的空間，適合應用于輪轂電機。

圖1 雙六相盤式橫向磁通電機

華中科技大學褚文強等提出一種新型橫向磁通電機拓撲結構，如圖2所示，永磁體磁化方向為軸向，U型的磁軛以兩倍極距均布，各相獨立，且軸向互錯120°。該新型橫向磁通電機采用了雙氣隙結構，降低了永磁體的用量，并且縮短了電機的軸向長度，提高了功率密度，特別適合作為中小功率的直驅型輪轂電機。

圖2 新型橫向磁通電機示意圖（三相）

有文獻提出了一種交替磁極軸向磁通永磁電機，電機為三相電機，由3個軸向電機單元組成，每個單元間的轉子之間互差120°，一個單元電機結構如圖3所示。電機定子采用U型鐵心，永磁體充磁方向是徑向充磁。相較于傳統表貼式橫向磁通電機永磁用量減半，并且電機可以通過對磁阻轉矩的利用，提高電機的功率密度。

圖3 單相磁體交替式橫向磁通電機

山東大學的徐衍亮等提出了一種基于軟磁復合材料（SMC）-Si鋼組合鐵心的盤式橫向磁通電機，并研制出一臺6 kW的樣機，電機直流母線電壓為144 V，額定轉速為3 000 r/min。電機的結構如圖4所示，該電機結合了盤式電機、分數槽集中繞組和橫向電機、SMC和硅鋼片材料的鐵磁性能互補性等幾方面優點，具有效率高、功率密度高、運行性能好的特點。

電機極靴采用SMC材料，其厚度薄，在整個磁路中占比低，降低了導磁性能低對電機功率的影響，并且較大的極靴面積降低了極靴中磁通密度，進一步降低了對磁路的影響；SMC在高頻下具有較低的鐵耗，降低了電機高速運行時的損耗，提高了電機的效率；SMC的低導磁率使得電機有效氣隙長度增加，進而提高了電機永磁體利用率，同時降低了電機齒槽轉矩。

圖4 SMC-Si盤式橫向磁通電機結構

本文摘編自電工技術學報，原文標題為“永磁輪轂電機技術發展綜述”。