电传动技术是车辆实现全电化的重要基础，电驱动系统是电动车辆的动力核心，而轮毂电驱系统是电驱动系统的终极驱动形式，轮毂电机的性能在轮毂电驱系统中具有决定性作用。随着电机领域新原理、新材料和电机加工工艺的不断发展，越来越多的新型电机拓扑结构和新工艺被提出和应用，有利于突破传统轮毂电机的部分瓶颈问题。

轮毂电机作为驱动的电动汽车，通过分布式控制算法，将动力分配到各个轮驱动车辆前进。因此，轮毂电机作为电动汽车的动力输出，相比集中驱动的电机其需要更高的可靠性。永磁容错电机同时具备永磁电机的高功率密度和高的容错性，非常适合作为轮毂电机，值得深入研究。目前，永磁容错电机研究方向有两个思想，一种基于冗余设计的思想，另一种基于多自由度的设计思想。

基于冗余设计的思想的永磁容错电机是通过采用多单元电机的方案实现的。每个电机有多个子电机构成，其中每个子电机可以独立运行，相互之间没有电和磁的联系，提高了电机系统运行的可靠性。英国纽卡斯尔大学的C. J. Ifedi等联合Protean Electric公司研制了一款多单元容错永磁轮毂电机，该电机是由8个独立运行子电机组成，在故障运行时相比于传统电机转矩扰动高出安全允许值的40%，该电机的扰动转矩小于允许值的20%。

基于多自由度的设计思想的永磁容错电机是通过采用多相以及容错绕组的方案实现的，利用相数的冗余度和容错绕组的电磁热隔离能力提高电机系统的可靠性。当电机发生故障时，在控制上可以通过容错控制算法维持电机转矩输出能力和运行性能。该类型的电机中五相电机具有较高的容错性能。

针对五相容错永磁电机的关键技术，哈尔滨工业大学的隋义进行了研究。

在绕组方面，提出了单双层混合式分数槽绕组，每相绕组采用双层结构，相与相相邻的槽采用单层绕组结构，电机定子实现模块化结构设计，同时也降低相反电动势谐波，并且实现了不同相绕组之间的电、磁、热及物理隔离。在开路故障方面，对绕组开路故障容错控制技术进行了研究，对重构圆形磁场和最大转矩铜损比两种容错控制策略进行了分析。

在短路故障方面，对短路故障分析和检测方法进行了研究，建立了短路故障分析模型，提出了短路故障抑制方法，为短路故障处理提供了理论基础。研制出了一台五相容错永磁电机，其峰值功率为24 kW，峰值转矩为300 N·m，峰值转速为1200 r/min，结构为外转子结构，转子磁路采用表贴式结构，并且实现了对电机的容错运行控制。

对于容错电机，除了电机本身最重要的是故障发生后的检测和控制。容错电机的控制策略研究主要集中在开路故障，然而，针对电机最严重的短路故障的研究有限，包括单相对地短路、相间短路、匝间短路和端部短路等，难以通过实验进行验证，因此，针对短路故障还需要进一步进行研究。

本文摘编自电工技术学报，原文标题为“永磁轮毂电机技术发展综述”。