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。隨著電機領域新原理、新材料和電機加工工藝的不斷發展，越來越多的新型電機拓撲結構和新工藝被提出和應用，有利于突破傳統輪轂電機的部分瓶頸問題。

輪轂電機既需要低速大轉矩，又需要高速高功率，這兩個指標相互矛盾，很難同時滿足。永磁記憶電機利用高剩磁低矯頑力永磁材料的不可逆退磁的特性，通過調節d軸電流脈沖控制永磁的剩磁，實現在線對永磁體進行調磁。輪轂電機在全速域內，根據不同轉速對永磁體實施不同程度的磁化，從而整體提高電機運行性能。

目前，現存的記憶電機作為輪轂電機使用仍存在一些問題：轉矩密度很難達到釹鐵硼稀土永磁電機的水平；輪轂電機要求具有較高的過載能力，如果磁路設計不合理時容易出現退磁的風險；在線調磁控制，引入了勵磁損耗，增加了電機的溫升，且降低了系統效率。

記憶電機大體可以分為兩類：交流脈沖調磁型永磁電機，電機定子繞組同時兼具驅動和控制兩種功能，基于矢量控制方式調節永磁體剩磁；直流脈沖調磁型永磁電機，電機有兩套繞組分別為驅動繞組和調磁繞組，其通過調節勵磁電流的大小和方向對永磁體的磁場進行調節，目前研究主要集中在雙凸極電機上。

交流脈沖調磁型記憶電機主要有單一永磁型和混合永磁型電機兩種。加拿大康考迪亞大學M. Ibrahim等提出了一種新型的含鋁鎳鈷磁體的變磁通電機，該電機轉子結構以具有聚磁功能的切向充磁永磁電機為基礎，通過在轉子上采用沿d軸方向加入磁障降低q軸電流引起的鐵心磁場飽和提高控制電樞d軸電流脈沖調節永磁體剩磁的能力的技術手段，并結合具有高剩磁低矯頑力的永磁體，使其具有與稀土永磁同步電機相當的轉矩密度和在較寬的速度范圍內都具有較高的運行效率。

英國謝菲爾德大學諸自強等提出了一種新型的永磁記憶電機，該電機轉子磁路由釤鈷永磁體和釹鐵硼永磁體串聯而成，其轉矩密度可以達到80 kN·m/m3。圖1所示為該電機的結構示意圖，電機轉子磁路采用高矯頑力的釹鐵硼和低矯頑力的釤鈷永磁體交替排布的方式。該電機利用磁阻轉矩獲得高的轉矩密度，同時利用永磁體的退磁特性，并結合定子d軸電流對電機磁場進行調節，使得電機在不同的工作點都可以獲得較高的效率。

圖1 徑向串聯混合永磁電機

直流脈沖調磁型記憶電機主要的研究方向是雙凸極記憶電機，該電機根據勵磁方式也可以分為單一永磁型和混合永磁型電機。香港大學的鄒國棠團隊基于記憶電機和雙凸極電機的原理提出了單一勵磁型雙凸極記憶電機（PM DSMM），結構如圖2所示。

圖2 單一勵磁型雙凸極記憶電機

電機轉子拓撲結構為實心凸極外轉子，適合實現高速運行且容易與減速器集成設計。電機定子電樞采用五相繞組分數槽結構，降低電機的齒槽轉矩，削弱反電動勢中的高次諧波，提高電機容錯性能。電機采用單獨的勵磁繞組，同時永磁體在定子上，提高了電機的調磁效率，并且降低了電機控制的復雜程度，減少了調磁時的功率損耗。該團隊研制了一款樣機，電機主要參數見表1，電機弱磁倍數可以達到4，大幅提高了永磁電機的弱磁能力。

表1 電機主要參數

有文獻提出了一種基于NdFeB和AlNiCo的混合勵磁雙凸極記憶電機，結構如圖3所示，由NdFeB提供主要氣隙磁通量，AlNiCo負責輔助調磁的作用。研制了一臺樣機，額定功率1.2 kW，轉速運行范圍0～4000 r/min，當處于起動階段繞組電流不變的情況下，通過給AlNiCo增磁，輸出轉矩提升了50%。

圖3 混合勵磁型雙凸極記憶電機

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”。