轮毂电机动力系统通常由电动机、减速机构、制动器与散热系统等组成。其动力系统根据电机的转子类型分成两种:内转子型和外转子型。
内转子型:一般来说,内转子型采用高速内转子电机,同时装备固定传动比的减速器。为了获得较高的功率密度,电机的转速通常高达10000r/min。减速结构通常采用传动比在10:1左右的行星齿轮减速装置,车轮的转速在在1000r/min左右。
高速内转子的轮毂电机具有以下优点:较高的比功率,质量轻,体积小,效率高,噪声小,成本低;其缺点则是必须采用减速装置,使效率降低,非簧载质量增大,电机的最高转速受线圈损耗、摩擦损耗以及变速机构的承受能力等因素的限制。
由于内轮子轮毂电机要有集成减速器,对乘用车前轮来说,就要在其狭小有限的空间内放下电机、减速器、制动器、转向系统等,因此内转子轮毂电机较少应用于乘用车上。内转子加减速器的方案理论上功率密度高、结构也更紧凑,但由于其制造工艺复杂,目前的产品均尚未量产。
外转子型:而通常外转子型采用低速外传子电机,电机的最高转速在1000-1500r/min左右,无任何减速装置,电机的外传子与车轮的轮辋固定或者集成在一起,车轮的转速与电机相同。
低速外转子电机的优点是结构简单、轴向尺寸小,比功率高,能在很宽的速度范围内控制转矩,且响应速度快,外转子直接和车轮相连,没有减速机构,因此效率高;其缺点是如要获得较大的转矩,必须增大发动机体积和质量,因而成本高,加速时效率低,噪声大。
外转子轮毂电机则节省了半轴及减速机等部分,但是其体积巨大,在没有减速器的前提下,想获得满足需求的扭矩,就必须将转速降低。众所周知,扭矩恒定的情况下,功率和转速为正比,转速上不去,功率密度就无法提高,导致体积庞大,重量较高。即使外转子轮毂电机体积庞大、重量高,但是其结构相对内转子轮毂电机来说较为简单、传动链条少、效率高,目前已有部分企业进入量产状态。