Protean轮毂电机助力高性能电动车和混合动力车

在新能源汽车赛道愈发拥挤的今天，主机厂们正面临一场严峻的差异化竞争攻坚战。一方面，严苛的环保法规让股东价值、企业盈利能力承压；另一方面，新能源技术的浪潮正颠覆行业既定规则，即便是豪华品牌，用户忠诚度也在悄然下滑（数据来源Visual Capitalist）。同质化竞争愈演愈烈，从保时捷 Taycan 到小米 SU7，高性能电动车的比拼早已进入白热化阶段。

而在这场 “性能突围战” 中，一种名为 “轮毂电机”（In-wheel Motors, IWM）的技术正异军突起。来自 Protean Electric 的 Stephen Lambert 博士，带来了关于轮毂电机如何赋能高性能电动车与混合动力车的深度分享 —— 这项技术不仅能让车辆性能实现质的飞跃，更能重塑车辆设计逻辑，成为主机厂破局差异化竞争的关键。今天，我们就来全方位拆解这项 “黑科技”，看看它究竟为何能被称为高性能电动车的 “终极解决方案”。

一、电动化已够强？轮毂电机让性能再上台阶

在轮毂电机之前，电动传动系统本身就已展现出对传统燃油车的碾压优势。相比于依赖变速箱、传动轴的燃油动力，电动传动系统有着天生的性能基因

零速起步即可输出峰值扭矩，告别起步迟滞；响应速度极快，动力随叫随到；无需换挡操作，加速过程平顺无顿挫；支持分布式驱动架构，为精准控制奠定基础。

但 Protean 的轮毂电机技术，在这些优势之上又加了 “buff”。如果说普通电动传动系统是 “升级款”，那轮毂电机就是 “革命性款”—— 它具备更高的控制带宽、全扭矩输出范围，更重要的是实现了完全独立的车轮控制，且无任何传动间隙。这意味着车辆的牵引力控制和操控性能能达到全新高度，同时还能优化车身质量、提升空气动力学表现、改善质量分布，让高性能电动车的 “好” 变得更极致。

二、轮毂电机是什么？拆开看看它的 “硬核结构”

很多人可能会好奇，轮毂电机到底长什么样？它和传统的电驱动桥有什么本质区别？

简单来说，轮毂电机就是将电机直接集成在车轮内部，动力无需经过传动轴、差速器等中间传动部件，直接传递给车轮。这种 “直驱” 设计，从根源上减少了动力传递过程中的损耗，也让控制精度大幅提升。

从结构拆解来看，Protean 的轮毂电机系统包含这些核心部件制动盘（Brake Disk）、电子电源（Electronics Power）、定子（Stator）、转子（Rotor）、制动卡钳（Brake Caliper）、保护罩（Protective Cover）、电容环（Capacitor Ring）、轴承（Bearing），以及标准的车轮和轮胎（Wheel & Tire Standard）。

看似复杂的结构，却实现了 “化繁为简” 的核心逻辑 —— 取消了传统动力总成的众多冗余部件，让动力传递路径最短、效率最高。这也是它能在性能和设计上实现双重突破的基础。

三、灵活适配！主机厂无需 “推倒重来” 的集成方案

一项新技术能否普及，适配性和落地难度至关重要。轮毂电机之所以被行业看好，正是因为它提供了灵活多样的集成方案，既支持全新平台开发，也能兼容现有车型改造，大大降低了主机厂的采用门槛。

1. 全新平台2026 年底量产落地

最能发挥轮毂电机全部优势的，是从设计之初就为其量身打造的车辆平台。这种 “原生适配” 能让车身结构、质量分布、空气动力学设计都达到最优状态。目前，搭载 Protean 轮毂电机的高性能乘用车已经研发完成，即将启动量产，而首批配备轮毂电机的乘用车也将于 2026 年底正式登陆市场。

2. 现有平台轻松升级，旧车 “焕新”

对于已经拥有成熟车型平台的主机厂，轮毂电机也能完美适配

可集成到现有平台中打造混动系统（PHEV）；能将传统的两轮驱动（2WD）车型升级为四轮驱动（4WD），大幅提升操控和通过性；已验证的轮毂电机技术还能用于现有车型的翻新解决方案，通过改造旧平台助力 “净零排放” 目标实现。

无论是纯电动车（BEV）、插电式混合动力车（PHEV）、燃料电池车（FCEV）还是增程式电动车（REEV），轮毂电机都能灵活适配，为各类车型带来性能提升。

四、性能碾压！轮毂电机如何重塑车辆动态表现？

如果说设计自由是轮毂电机的 “附加福利”，那车辆动态性能的全面提升，就是它的 “核心杀手锏”。从加速、制动到过弯、稳定性，轮毂电机几乎在所有关键性能维度都实现了对传统电驱动桥（E-axle）的超越。

1. 高带宽 + 独立控制响应速度比眨眼快 20 倍

轮毂电机最核心的优势之一，是其超高的控制带宽和独立车轮控制能力。它的响应时间低于 5 毫秒（sub 5ms），能实现从最大制动扭矩到最大驱动扭矩的快速切换 —— 要知道，人类眨眼一次的时间大约是 100-400 毫秒，相当于轮毂电机的反应速度是人类眨眼的 20 倍以上。

这种 “毫秒级” 响应，再加上无齿轮、无传动轴带来的 “无间隙” 特性，让扭矩切换平顺无顿挫，同时实现了 “无限扭矩矢量控制”。每个车轮都能根据路况和驾驶需求独立调节扭矩，彻底告别了传统传动系统的束缚。

2. 加速更快、制动更短10% 制动距离缩减不是梦

车辆的加速和减速性能，本质上受限于轮胎的附着极限和车辆自身惯性。而轮毂电机通过两大核心优势，让车辆始终逼近轮胎附着极限

高带宽控制能实时调整每个车轮的扭矩，让轮胎始终工作在最佳附着状态；无缝扭矩切换每个车轮可独立输出正扭矩（驱动）和负扭矩（制动），无需依赖机械刹车的介入。

在高附着系数路面（比如干燥的柏油马路）测试中，搭载轮毂电机的车辆通过高性能牵引力控制，相比传统 ABS 系统，制动距离缩短了约 10%—— 这在紧急制动场景下，可能就是 “化险为夷” 和 “发生碰撞” 的天壤之别。

3. 滑移控制更精准让轮胎 “抓地力” 发挥到极致

轮胎的抓地力来源于橡胶与地面的剪切作用，这会导致车轮转速略高于车辆行驶速度，这个差值就是 “滑移率”。滑移率的控制直接决定了轮胎能输出的最大牵引力和侧向力，是车辆操控的核心底层逻辑。

传统电驱动桥由于响应速度慢、传动部件有间隙，只能在滑移率峰值附近 “上下波动”，无法实现最优控制。而轮毂电机凭借两大优势解决了这个问题

快速响应 + 最小系统动态能精准控制滑移率，始终锁定在峰值附着点；精准数据反馈电机本身能提供准确的扭矩和转速数据，让轮胎模型（如帕切卡轮胎模型）实时适配路面变化，即便路况改变，也能快速调整。

这意味着，轮毂电机能让轮胎的抓地力发挥到极致，无论是直线加速还是弯道行驶，都能提供更强的牵引力和稳定性。

4. 转动惯量大减 80%加速比电驱动桥快 0.2 秒

转动惯量是影响车辆加速性能的关键因素 —— 转动惯量越小，加速时需要克服的 “阻力” 就越小，加速也就越快。

由于取消了齿轮和传动轴等冗余部件，轮毂电机的转动惯量远低于传统电驱动桥通常情况下，轮毂电机的转动惯量不到电驱动桥的 20%（即减少了 80% 以上）。

我们用一组真实数据来感受这种差距

2 台轮毂电机（2*IWM）车轮端等效转动惯量 2 kgm²，等效车辆质量约 15kg，1200kg 车辆的 0-100km/h 加速时间仅需 3.3 秒；1 台电驱动桥（1*E-Axle）车轮端等效转动惯量 10 kgm²，等效车辆质量约 75kg，1200kg 车辆的 0-100km/h 加速时间为 3.5 秒。

看似仅 0.2 秒的差距，在高性能电动车领域，却是 “王者” 与 “强者” 的分水岭。

5. 横向动力学可调高速稳如船，低速灵如兔

除了直线性能，轮毂电机在弯道表现上更是 “降维打击”。通过扭矩矢量控制（TV），它能根据车辆行驶状态灵活调整

过弯时优化车辆的过度转向 / 不足转向特性，让过弯更流畅、更快；高速行驶时主动补偿侧风、路面不平带来的扰动，车辆稳定性大幅提升 —— 传统车辆遇到扰动需要驾驶员通过方向盘修正，而轮毂电机的响应速度比驾驶员快一个数量级，能提前抵消扰动，让车辆始终保持平稳；低速行驶时配合转向输入调整扭矩分配，让车辆更灵活，掉头、泊车更轻松。

即便是在接近轮胎附着极限的极端工况下，轮毂电机也能通过精准的扭矩分配，充分利用每个车轮的抓地力，实现更快、更安全的过弯，同时保持车辆的线性操控特性，让普通驾驶员也能开出 “专业赛车手” 的水准。

五、设计革命！轮毂电机解锁车辆 “空间 + 气动” 双重福利

如果说性能提升是 “里子”，那车辆设计的全面革新就是 “面子 + 里子” 的双重收获。轮毂电机取消了传统动力总成（传动轴、差速器、电驱动桥等），为车辆设计带来了前所未有的自由度，最终转化为空间、空气动力学、安全性的全面提升。

1. 空间底盘轴距增加 500mm，乘客空间 “暴增”

Protean 提出的 “空间底盘”（Space Chassis）概念，正是基于轮毂电机的技术特性取消了传统的车载动力总成后，车身内部空间被彻底释放。

对比传统电动车

轴距可增加约 500mm更长的轴距不仅能提升高速行驶稳定性，还能为电池包、乘客舱提供更大的布置空间；乘客空间大幅提升前后碰撞缓冲区不再受 “不可压缩的动力总成体积” 限制，可利用空间大幅增加，即便保持相同的车身长度，乘客的腿部、头部空间也能实现质的飞跃；质量分布更优没有了传统动力总成的束缚，工程师可以更自由地分配车身质量，让车辆重心更低、前后轴载荷更均衡，进一步提升操控性能。2. 空气动力学风阻降低 14%，续航里程再提升

空气动力学是电动车续航的 “隐形杀手”—— 风阻系数每降低一点，续航就能提升一截。轮毂电机为气动优化提供了三大关键助力

驾驶舱前移设计风挡到引擎盖的过渡流畅，减少气流分离，降低风阻；车身高度降低由于无需布置传动轴，悬挂系统的顶部安装点更低，同时更长的轴距、更优的电池布置让车身高度可以降低，而不影响头部空间和舒适性 —— 最终实现 frontal area（迎风面积）降低约 14%，风阻系数随之大幅下降；后扩散器优化传统电动车的后扩散器设计会受到电驱动桥的限制，而轮毂电机无需布置后电驱动桥，扩散器可以设计得更优化，进一步提升气动性能，同时增强高速行驶时的下压力，提升牵引力。3. 质量优势减重 80kg，能耗更低

在相同的空间布置需求下，轮毂电机系统的体积更小、质量更轻 —— 相比传统电驱动桥，轮毂电机系统可减重约 80kg。更轻的车身质量不仅能提升加速、制动性能，还能降低能耗，让电动车的续航里程进一步提升，实现 “性能 + 续航” 的双赢。

4. 安全性提升碰撞保护更充分

传统电动车的前后碰撞缓冲区会被电驱动桥等动力总成占据，这些 “不可压缩” 的部件会限制缓冲区的变形吸能空间。而轮毂电机取消了这些部件后，前后碰撞缓冲区的可变形空间大幅增加，能更充分地吸收碰撞能量，降低乘员受伤的风险，车辆安全性得到显著提升。

六、量产在即！高性能轮毂电机电动车 “来了”

一项技术的价值，最终要通过量产落地来验证。好消息是，搭载 Protean 轮毂电机的首款高性能电动车即将启动量产！

这款车将全面受益于轮毂电机带来的独特性能和操控优势 —— 更快的加速、更短的制动、更精准的操控、更大的空间、更长的续航。它的量产，不仅标志着轮毂电机技术从 “概念” 走向 “实用”，更意味着高性能电动车的竞争进入了全新阶段。

正如 Stephen Lambert 博士所说“轮毂电机让高性能电动车变得更优秀（In-wheel motors make better high performance EV’s）”。未来，随着轮毂电机技术的普及，我们或许会看到越来越多的电动车，在性能、空间、续航、安全上实现 “无短板” 突破，重新定义人们对电动车的认知。

结语轮毂电机，高性能电动车的 “终极答案”？

在新能源汽车行业同质化竞争愈演愈烈的今天，轮毂电机技术无疑为主机厂提供了一条差异化突围的捷径。它不仅能带来性能上的 “碾压式” 优势，更能重塑车辆设计逻辑，实现空间、气动、安全的全面提升。

从技术原理来看，轮毂电机是对传统传动系统的 “颠覆式革新”—— 直接驱动、独立控制、无间隙、低惯量，每一个特性都精准命中了高性能电动车的核心需求；从落地节奏来看，2026 年底量产车的上市，意味着这项技术已经度过了 “实验室阶段”，进入了规模化应用的前夜。

或许在不久的将来，轮毂电机将成为高性能电动车的 “标配”，而我们今天所探讨的技术优势，也将成为未来电动车的 “基本操作”。对于消费者而言，这意味着更优秀的驾驶体验、更安全的出行保障、更舒适的车内空间；对于行业而言，这意味着新一轮的技术迭代和格局重塑。

原文标题:Protean轮毂电机助力高性能电动车与混合动力车