混合动力电动汽车(HEV)，是介于燃油发动机驱动与车载蓄电池驱 动之间的车型，也是燃油发动机汽车向纯电池EV电动汽车过度产品。由于 目前全世界石化能源的紧缺，并在几十年后面临枯竭，而纯电池能源在EV 电动汽车上的应用，还处于技术不成熟阶段；为了减少石化能源的过多消 耗，补充电池能源技术未成熟缺陷，混合动力电动车(HEV)的推出，是当 前研发的热点。现有技术的HEV车，主要有：串联式混合动力电动汽车 (SHEV)，并联式混合动力电动汽车(PHEV)和混联式(串、并联式)混合 动力电动汽车(PSHEV)。SHEV是由发动机、发电机和驱动电机三大动力总 成组成，三大动力总成采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统，而发动 机-发电机组只能看作一种电能供应系统，发动机并不直接参与SHEV的驱 动。由于SHEV必须装置一个大功率的发动机-发电机组，再用驱动电动机 来驱动车辆，发动机、发电机和驱动电动机的功率都要求等于或接近于SHEV 的最大驱动功率，在热能→电能→机械能之间的转换过程中，总效率低于 内燃机汽车，三大动力总成的体积大、质量重，还配有庞大的动力电池组， 在中小型HEV上不适用是其主要缺点，而且两大能源动力不能并动。并联 式混合动力电动汽车(PHEV)，是由发动机、电动/发电机或驱动电机两大 动力总成组成，两者采用“并联”的方式组成PHEV的驱动系统，该系统大 致可分为发动机-驱动系统(变速器和驱动桥-驱动轮等)，电动机的动力要 与车辆驱动系统相组合，其方式可分：①在发动机输出轴处进行组合；② 在变速器(包括驱动桥)处进行组合；③在驱动轮处进行组合。上述第① 种组合式，只有发动机和电动/发电机两大动力设备，发动机和电动/发电 机的动力在发动机输出轴上进行组合，然后通过由离合器、变速器、驱动 桥和半轴组成的传统驱动系统带动车轮行驶，称为发动机轴动力组合式 PHEV；第②种又称动力组合器动力组合式PHEV，该系统只有发动机和驱动 电动机两大动力设备，由于它们是在动力组合器上进行组合，然后通过差 速器和半轴带动车轮行驶；第③种为驱动轮动力组合式PHEV，它的发动机 通过离合器、变速器和驱动桥独立驱动PHEV的后(前)驱动轮，驱动电动 机通过减速器独立地驱动PHEV前(后)驱动轮。在PHEV模式中，发动机 与驱动电动机共同组成4轮驱动模式，由于驱动动力(牵引力)是在驱动 轮上组合，故称为驱动轮动力组合式PHEV。
以上三种动力组合驱动模式的HEV，都存在传统汽车上的机械驱动装 置，降低了整车传动效率，并使整车重量、制造成本增大，这是其主要缺 点。另有一种叫混联式(串、并联式)混合动力电动汽车(PSHEV)，与前 述的SHEV和PHEV一样，存在笨重的机械传统装置[1]。
另有一种叫电动轮的电动汽车，它不用传统的机械传动系，在车轮内 把电机和行星轮变速器制造为一体，直接安装在电动轮上，电机轴输出的 扭矩经行星减速器后直接驱动车轮，其主要特点是省去了现有汽车上传统 的差速器和半轴[2]，但存在车轮内部的行星齿轮变速器，缺点是行星齿轮 制造精度高、磨损大、寿命短、而且噪声随使用时间延长而增大，维修不 便，电机功率损耗大。
三菱汽车日前宣布，该公司配备轮内马达，属外转子式轮内马达，把 该马达装入车轮内，其优点是：无须任何机械传动和齿轮变速器，具有出 色的省空间效率，可增大电机的输出功率及扭矩，使整车重量减轻，提高 行车效率[3]，其主要缺点是：在HEV混合动力车上无法直接与电动/发电机 相匹配，只作为一种EV(纯电动车)的概念车研究。
发明内容
为了克服现有技术在混合动力电动汽车(HEV)上存在的机械传动系 如：动力→离合器→变速器→传动轴→主减速器→差速器→半轴→车轮方 案中，多而笨重的机械传动系缺点；电动轮内存在的行星齿轮机械结构噪 声大的缺点；国外轮内马达与HEV发电机输出电源，不能直接利用而使能 源效率降低的缺点。本发明提出一种具有四大特点的新方案，即：①从发 电机输出三相交流电源，可直接输入至轮毂电机中，同时又可达到发电机 的高转速至轮毂电机低转速运行，并且能实现SPWM(正弦脉宽调制)和保 持V/F恒定，提高能源利用效率；②发电机输出能对电池浮充电；③低速 行车可实现电池供电行驶；④大转矩爬坡或超车时，发电机与电池两种动 力源同时投入(并动)，或单独投入的灵活选择。
实现本发明需解决的技术问题
(1)发动机与电动/发电机同轴安装；
(2)电动/发电机设计为4或6极高速内转子型，要求采用稀土永磁 NaFeB或SmCo在转子上为深埋式结构[4]；
(3)电动/发电机可运行在电动机工况下，作为发动机的启动电机；
(4)电动/发动机又可运行在发电机工况，在该工况下，须使发动机运行 在经济油耗特性段，直接供电给轮毂电机行驶；
(5)要求高速运转的发电机供电给轮毂电机具有V/F特性；
(6)发电机向轮毂电机供电由可控硅控制，即相当于具有机械装置中“离 合器”的作用；
(7)发电机供电给轮毂电机有一定范围的无级变频调速功能；
(8)发电机具有对电池的浮充电功能；
(9)当发电机供电给轮毂电机运行过程中，因突然刹车停止向轮毂电机 供电时，会使发电机突然切除负荷，同轴拖动的原动力—发动机因 突然抛载，其转速将升至危险的高速—“飞车”。因此，必须安装有 防止发动机产生“飞车”的安全保护装置；
(10)HEV制动刹车工况时，应具有能量回馈装置；
(11)当电池通过逆变控制器向轮毂电机提供三相交流电源时使用的 是SPWM正弦脉宽调制，它具有随机的电压/频率关系，若把电池切 除转换投入发电机供电时，为防止轮毂电机因两种电源切换时的频 率不同而产生失步，应解决两种动力源的频率同步指示器问题；
(12)当电池与发动机两种动力源转换时，HEV驱动装置具备可选择动 力源的选择功能；
(13)当HEV轮毂驱动装置具有两种动力源时，可任意选择一种动力源 工作，也可以两种动力源并动工作的功能；
(14)当HEV轮毂驱动装置在同一车轴上，安装有两台轮毂电机时，该 HEV轮毂驱动装置车应具有电子差速功能(即两台轮毂电机具有功 率自动分配控制系统)；
本发明解决其技术问题所采用的技术方案
(1)在混合动力电动汽车(HEV)的轮毂驱动装置上，汽油发动机的功 率可以采用比同级别的汽车发动机功率小、并要求选用高速的 (6000-9000r/min左右)四冲程发动机，在其伸出轴上直接安装 内转子式永磁体深埋式结构。
(2)电动/发电机设计为4极或6极，采用稀土永磁体(NdFeB)深埋式 内转子结构[4]，外定子为三相绕组结构。
(3)要求电动/发电机在启动发动机工作时，电动/发电机通过电池供 电，经逆变控制器向电动/发电机提供三相逆变电流，并使电动/ 发电机运行在电动机工况，此时电动/发电机作为发动机的启动电 机工作，当发动机启动后逆变控制器停止工作，发动机启动后，带 动同轴的电动/发动机工作在发电机工况，作好向车轮上的轮毂电 机提供三相交流电源准备。
(4)要求电动/发动机运行在发电机工况时，发动机应工作在该型号发 动机的经济油耗范围，可由发动机的“油门”控制其转速范围，每 种型号的发动机都有一条“船形”特性燃油消耗曲线[5]，在该曲线 底部范围，称为经济油耗区域，使发动机工作在该范围调速，达到 油耗最省。
(5)由于电动/发电机工作在发动机工况，是在“船形”曲线经济油耗区 域，通过“油门”调节发动机转速时，发电机同轴安装，其转速与 发动机一致，“船形”曲线区域[5]转速约6000-9000r/min范围，三 相发电机若为4极设计，其频率为100-300Hz；6极设计频率为 150-450Hz范围；显然，发电机输出频率与其转速高低成正比，而 发电机产品制成后，其输出电压高低与转速高低也成正比，因而使 得发电机输出有V/F是一个基本定值，对车轮电机调速有利。
(6)发电机工况下，输出的三相交流V/F电源，可直接向永磁同步外转 子式轮毂电机供电，该电源必须要求有可控性，这是HEV轮毂驱动 装置车在不同的行车状态下必须的；因此在发电机与轮毂电机的三 根供电线路上，串联三只可控硅元件，即可完成控制要求，它相当 于机械传动系中的“离合器”功能，而三相中的三根供电线，就相 当于机械传动系中的传动轴的功用—传输能量。
(7)电动/发电机应设计为永磁同步电机特性。在发电机工况时，发出 的三相交流电源，应为三相正弦交流电势波形，这样可实现对轮毂 电机实施变频调速功能；即V/F SPWM调速。
(8)在该电动/发动机的输出线上，不仅接有三根向轮毂电机供电的导 线；还接有三根向电池浮充电的导线。其目的是使电池可吸收富余 电能。在行车不同工况(轮毂电机负载变化)时，电机的载荷是随 机的，且变化大，而电池可平衡用电的“低谷”，有利于发电机输出 电能突变的变化，使端电压平衡，有利于电池的浮充电，可延长电 池的使用寿命。
(9)电动/发动机既可向轮毂电机供电，同时又可对电池浮充电，当发 电机供电高速行车时，发电机的主要载荷是轮毂电机；由于HEV 轮毂电机装置行车时常因不同路况，需要突然刹车，此时发电机会 突然抛载，而电池处于满充电状态下，导致同轴的发动机因突然失 去载荷，转速迅速升高至危险转速-“飞车”故障。发动机“飞车” 会导致严重破坏后果。因此，本发明的电动/发电机上并联接有超 大容量的电容器[6]，当主控制器可检测发电机端电压变化时，其 端电压因发电机抛载，使转速升高引起端电压升高，主控制器便可 将超大容量电容器9投入，吸收发电机电能，消除发电机因突然抛 载导致发动机“飞车”危险。超大容量电容器吸收的电能还可以向 电池浮充电。
(10)由电池通过逆变控制器向轮毂电机供电工况下，该逆变控制器内 部设有刹车制动的能量回馈电路，即具有向电池充电的电路[7]。
(11)本发明HEV轮毂驱动装置，在低速行车时，采用电池供电；当 高速行车时，采用电动/发电机供电行驶。由于在这两种电能的转 换时，会因电源的频率不同，造成轮毂电机失步。为保持两种电源 的频率接近或一致，进行转换供电，主控制器中应装有同步指示器 (相当于电力系统中并网发电投入的同步指示器的功能)，这是现 有的成熟产品。
(12)由于行车工况是多变的随机参数，该混合动力电动汽车HEV轮 毂驱动装置，具有电池与燃油两种动力源的选择和随时转换功能。 低速行车时选用电池动力，转换至高速行车时，选用燃油发动机动 力；而在爬坡或超速时，两种动力可并用。
(13)对于HEV轮毂驱动装置用在两轮电动摩托车或三轮电动摩托车 上，可以前后各装一台轮毂电机，两种动力源并动时，可以选择前 轮一种动力源，后轮另一种动力源驱动车辆行驶；对于四轮汽车， 可以选择前、后各一台或前、后各两台轮毂电机驱动行车。
(14)两种动力源并动时，无论是前后单台轮毂电机驱动行车或多台电 机驱动行车，都由主控制器中的电子差速器来完成车辆拐弯的控制 功能。
本发明的有益效果
本发明混合动力电动车(HEV)轮毂驱动装置的有益效果是：(1)由 于电动/发电机与燃油发动机同轴安装，并采用四冲程高速发动机，与同 等功率的燃油发动机相比，其重量减轻约40％；(2)电动/发电机处于发 电机工况时，对车轮上的轮毂电机直接供电行车，由于不需要机械传动 系统，可提高有效能量约10％(一般汽车的机械传动系统消耗的能量， 约占总的有效能量的10％[10])，(3)轮毂电机可实现多挡[8]、[9]变频宽 调速控制，提高电机效率和行车的速度范围。
附图说明
附图1、HEV轮毂驱动装置原理框图：
1电动/发电机；2电池；3轮毂电机(一台至多台)；4、5逆变控制 器(含整流器)；6主控制器；7可控硅开关；8发动机。
工作方式说明：发动机8与电动/发电机1同轴组装在同一壳体内，电 动/发电机1发出三相交流电源，通过可控硅开关7直接向轮毂电机3供电 行驶；电池2通过逆变控制器5向轮毂电机3供电行驶；1和2可同时向3 供电行驶；逆变控制器4由2供电向电动/发电机1提供启动电源，启动发 动机8工作；1工作在发电机工况时，又可通过4向2提供充电电源(浮 充电)；2与3是并接在1的三相输出线上的两种负载；主控制器6可控制 轮毂电机3，处在制动发电状态时向电池2充电(再生能量反馈)，承担整 车驱动系统的行车方式转换和协调控制。
附图1的工作方式有：(1)电池动力行车工况；(2)发动机发电动力 行车工况；(3)电池与发电机两种动力混合并动行车工况。
附图1的具体说明：(1)电池动力行车工况：6发出指令，2通过5向 3提供SPWM电源；当刹车制动时，整车的惯性能通过3转为发电机工作， 通过5整流功能向2浮充电(再生发电制动方式回收能量)；(2)发动机发 电动力行车工况：6发出指令，2通过4向1供电，启动发动机8(1处于 电动机启动工况)，当8正常工作，2停止供电，此时1处于发电机工况， 它可同时向3和2两种并接的负载供电；当3低速行车功耗小时，1的端 电压升高(指发动机保持稳态时)，通过4向2供电多。1向2的供电(浮 充电)时充电电流大小，决定于主负载(轮毂电机)行车状态，当行车的 电机功率消耗大时，并接的电池浮充电电流就小，它们是成反比的，两种 负载起到了基本稳定发电机输出负荷的作用；(3)电池与发电机两种动力 混合并动行车工况。在多轮(如4轮轿车和两轮双驱动电动摩托车)同时 驱动的车辆中，电池2通过5向前(后)轮电机供电；同时发电机通过7 向后(前)轮电机供电工况，HEV轮毂驱动装置可提高爬坡能力和超车性 能，当刹车制动时，前、后轮都可转为发电再生制动状态，分别通过4和 5的整流功能向2浮充电。
附图2、HEV轮毂驱动装置用于四轮驱动原理框图：
1电动/发电机；2电池；3轮毂电机(共有4台)；4、5逆变控制器(含 整流器)；6主控制器；7可控硅开关。
工作方式与附图1中基本相同，不同的是在前后车轴上各装有两台轮毂 电机，主控制器的功能增加了轮毂电机的功率自动分配系统(电子差速器)。
附图3、为4极电动/发电机内部结构平面图：
图中示出，该电机为4极永磁同步内转子结构，外定子为12槽，每槽 一个集中绕组(即每齿一个集中绕组)，绕组跨距Y＝1，4极永磁体为扇形 截面，长条形深埋式，其材料为铷铁硼(NaFeB)或钐-钴(SmCo)。
附图4、为6极电动/发电机内部结构平面图：
外定子与附图3相同，内转子为6极永磁体扇形截面，长条形深埋式， 其材料为铷铁硼(NaFeB)或钐-钴(SmCo)。
附图5，轮毂电机内部结构平面示图：
图中轮毂电机3是永磁同步外转子结构，内定子为多极数的分数槽模块 化铁芯径向结构，外转子是由40极(或60极)的铷铁硼(NaFeB)材料， 并由矩形截面的长条形永磁体，使其N、S极相邻贴在外转子铁圈的内园周 上，形成多边形结构；内定子模块化铁芯为36(或48)槽结构。
由于该设计发明中，有电动/发电机1与轮毂电机3的磁极数配合问题， 目的是利用1与3的磁极数比值的大小，造成1与3之间的转速差。例如， 当1为4极，3为40极，磁极数之比为4/40，等于10倍的转速差；当1 为6极，3为60极，也是10倍的转速差。也就是高速发动机与同轴的电 动/发电机转速相同，发动机选用6000-9000r/min范围，则轮毂电机为 600-900r/min范围。达到利用两台电机磁极数比值的减速目的，而且这 种减速方式，完全消除了现有汽车技术上，采用机械齿转减速的许多弊端 和笨重的结构。
因此，设计电动/发电机1为4极时，轮毂电机3为40极；电动/发电 机为6极时，轮毂电机3为60极。
附图6、轮毂电机3的剖面组装图。它可以在组装完成后直接压装在现 有汽车铝轮毂中；图中11和12为左、右端盖，铝合金材料挤压成型；13 为空芯轴，它可以直接安装在汽车的固定轴上；14为支撑轴套，用于固定 空芯轴和内定子铁芯16，15为紧固螺栓，16定子铁芯是采用电机专用硅 钢片，17为定子绕组，采用分数槽电机设计；18外转子铁芯，可直接压入 现有轿车的铝合金轮毂中；9外转子永磁体，按设计的电机磁极数来确定。
附图7，该图9为吸收电容器，20是由超大容量电容器CFGOO系列，用 三组联接成Y接法20，其三根引出线通过内部可控硅开关21，并接在电动 /发电机1的三相输出线上，由可控硅21的触发电路22控制，电容器的放 电电路，通过内部整流器23可对电池2放电。
附图1至7综合说明：
发动机8与电动/发电机1同轴组装在同一壳体内，电动/发电机1发出 的三相交流电源，通过可控硅开关7直接向轮毂电机3供电行驶；还可电 池2通过逆变器5向轮毂电机3供电行驶；1和2可同时向3供电行驶(并 动)，1和2也可分别单独向3供电行驶；逆变控制器4由2供电向电动/ 发电机1提供启动电源，启动发动机8工作；1工作在发电机工况时，又 可通过4向2提供充电电源(浮充电)；2与3是并接在1三相输出线上的 两种负载；主控制器6可控制轮毂电机3处在制动发电状态时向电池2充 电(再生能源反馈)，承担整车驱动系统的行车方式转换和协调控制，吸收 电容器9是并接在电动/发电机1上，防止发电机工况因故突然抛载造成发 动机“飞车”故障。具体工作方式：①电池动力行车工况：②发动机发电 动力行车工况，当主控制器6发生指令，电池2通过逆变控制器5向轮毂 电机3提供SPWM电源调速控制行车；当刹车制动时，行车惯性能通过3转 为发电机工况，通过5整流功能向2浮充电；第②种工况：当主控制器发 出指令，2通过4向1供电，启动发动机8(1处于电动机启动工况)，当8 正常工作，2停止供电，此时1转为发电机工况，1可同时向3和2两种并 接的负载供电；当3高速行车，需更大输入功率时，发电机1输出因负载 增大端电压下降，并接的电池2浮充电流减小；当3负载小(即行车速度 降低)时，1的端电压升高，对2浮充电电流增大，即并接的2和3起到 了相互制约，相互平稳的作用。第③种工况：电池2与电动/发电机1两种 动力混合并动行车工况，在多轮(如4轮轿车和两轮双驱动电动摩托车) 同时驱动的车辆中，电池2通过5向前(后)轮电机供电；同时发电机通 过7向后(前)轮电机供电工况，HEV可提高爬坡能力和超车性能，当刹 车制动时，前、后轮电机都可转为发电再生制动状态，分别通过4和5的 整流功能向2浮充电。
电动/发动机1是由6极(或4极)永磁同步内转子结构，外定子为12 槽。6极(或4极)永磁体为扇形截面长条形深埋式，永磁体材料为铷铁 硼(NaFeB)或钐-钴(SmCo)。
轮毂电机3是永磁同步外转子结构，内定子为多极数的分数槽绕组，铁 芯为模块化径向结构，外转子是由40极(或60极)的铷铁硼(NaFeB)材 料，并由矩形截面的长条形永磁体，使其N、S极相邻贴在外转子铁圈的内 园周上，形成多边形结构；内定子模块化铁芯为36(或48)槽结构。当设 计选择电动/发电机1为4极时，轮毂电机3为40极；当设计电动/发电机 1为6极时，轮毂电机3为60极。这样可保持电动/发电机与轮毂电机存 在10/1转速降低10倍的减速特性，利用这种电机中改变磁极数比来达到 机械齿轮减速器完全相同的效果，两台电机之间磁极数比在电机制作完成 后是不变的，而且不必外部增加一个笨重的减速装置，这不仅减轻了整车 重量，减少维修运行费用，还可消除传动噪声和提高系统效率；不仅大量 节省材料、加工费用，还可节省润滑油。它只要求电动/发电机1和轮毂电 机3都是永磁同步电机的参数，属正弦波电势，当发动机由“油门”调速 过程，同轴的电机/发电机1输出的电压和频率同时变化，(即保持V/F比 值不变)，轮毂电机3的转速也跟随变速，这样就达到了既是电磁减速，又 可变频调速。
在电动/发电机1与轮毂电机3的供电三相线路上，串接有可控硅开关 7，是由三组交流双向可控硅元件及其栅极驱动电路组成，由主控制器6发 出指令信号，直接控制电动/发电机1与轮毂电机3的三相交流电源接通或 断开。
为了达到电动/发电机1有两种工作方式的转换，即1为电动机工况， 可启动同轴的发动机，这样就无须发动机另外增加专用的启动电机，1为 电动机工作启动时，必须通过电池DC转换为三相AC电源输入给1。本发明 设计中，配有逆变控制器4和5，4为启动发动机用逆变控制器，5为行车 用逆变控制器，它是把电池DC转换为三相AC给轮毂电机行车用。
逆变控制器4和5是由场效应晶体(MOSFET)模块或绝缘栅双极型晶体 管(IGBT)模块或智能电力模块(IPM)等电子功率元件，以及它们的驱动 器集成电组成SPWM三相桥式或半桥式逆变器，把电池2的直流DC通过4 转换成三相AC电源，并向1提供启动电流，使其运行在电动机工况，启动 发动机8；电池2也可通过5向3提供行车工作电源，并以SPWM正弦脉宽 调制方式无级调速，控制轮毂电机3行驶。
为了达到电动/发电机1和轮毂电机3都可以在发电机工况时，可向电 池充电，在逆变控制器4和5的内部，同时具有DC→AC逆变和AC→DC整 流的双重功能，即可以把电池2的直流电源通过MOS或IGBT或IPM及其驱 动模块构成的逆变电路，向电动/发电机1提供三相交流AC电源，使1运 行在电动机工况；又可通过4和5内部的功率硅整流管(SR)模块及其组 件，把电动/发电机1运行在发电机工况时的三相交流AC电源转换成DC直 流电源向电池2浮充电。
在混合动力电动汽车(HEV)轮毂驱动装置中，整车的控制、行驶、刹 车制动等各种方式的转换指令，都是由主控制器6发出指令来完成的。因 此主控制器6是整车控制的核心，简化的可以用单片机如8000系列，较为 复杂的控制可用计算机来完成，因在HEV轮毂驱动装置中不仅要完成 VVVF.V/F四象限控制功能，还须完成电子差速(即同轴按装的两台轮毂电 机功率自动分配功能)及电子ABS刹车(滚动刹车)等功能。
在本发明设计中，采用较简单的功能控制装置，主控制器6是由计算器 8000系列单片机芯片，或由电机控制专用的芯片TMS320F240及辅助电路 和驱动电路等组成，接收上位机的信号，由该控制器系统完成电动控制， 发电控制及制动控制等功能。构成对逆变控制器4、5和可控硅开关7工作 状态的协调指令控制；并可协调电动/发电机1与轮毂电机3之间的频率同 步控制；即当电动车(HEV)处在启步和低速运行时，由蓄电池2通过5向 轮毂电机3供电；当电动车(HEV)需要高速运行时，由主控制器6根据轮毂 电机3当时转速的频率，指令逆变器4启动电动/发动机1，并在发动机8 稳定运转工况下，发电机1的频率与轮毂电机频率一致时，指令可控硅开 关7投入工作，同时切出逆变控制器5；当电动车(HEV)处在大转矩爬坡 或短时加速超车运行工况，主控制器6需指令1和2同时向3供电(发动 机与电池双动力同时工作)，或并动式运行工况；当电动车刹车制动时，主 控制器6指令5和7切除向3供电，此时轮毂电机3处于电动车惯性发电 工况，可通过逆变控制器5内部的三相整流器向电池2浮充电，回收电动 车的再生发电能量。
由于本发明设计中的HEV轮毂驱动装置中，发动机动力带动电动/ 发电机，处于发电机供电给轮毂电机工况下，发电机3是由三相输电线通 过可控电子开关7通态时供电给轮毂电机3，无任何机械减速传动等装置， 发电机有轮毂电机负载时，发电机内部有较大的电磁扭矩阻力，同轴的发 动机属带载工作状态；但当刹车或转换为电池供电行车工况，可控电子开 关7处于断态，发电机突然丢失大的负载(虽然有另一电池可充电的并接 负载，当电池充满时，无法过充，否则将烧坏电池)，电磁扭力很小，发动 机将因突然抛载，造成转速剧升，即“飞车”故障，损坏发动机。因此， 必须有一装置来吸收能量。本发明设计中采用了超大容量电容器，吸收发 电机的抛载能量，这是必要的保护措施。具体是：吸收电容器9是由超大 容量电容器CFGOO系列，由三组联接成“Y”形接法20，其三根引出线通 过内部可控开关21，并接在电动/发电机1的三相输出线上，由可控硅开 关21的触发电路22控制电容器是否投入充电吸收，放电时通过内部整流 器23对电池2放电。
超大电容器是否投入，是由主控制器6对三相线路上电压突然上升(发 电机抛载时，发动机转速升高使端电压上升)，采样信号来完成的。

若按现有微型轿车实施本发明HEV轮毂驱动装置，当选择奥拓微型车 改造实施时，则发动机8可选用春兰CL250系列摩托车用高速发动机，250mL 水冷四冲程，电喷双缸，最高转速可达12000r/min，采用这种高速小型发 动机，不仅可以减轻发动机本身重量和尺寸，而且对发电机的体积和重量 也减小；不利因素是：要加强风冷和改善排气管产生的噪声，在微型车上 允许把排气管按汽车发动机的排气结构方式改造，在允许功率损失范围， 可以大大降低排气管噪声，把电动/发电机按装在该发动机输出轴上。
轮毂电机的结构尺寸，按奥拓铝合金轮毂壳体的内腔尺寸来设计，如 附图6中，把轮毂电机的外形尺寸，作成可以压入现有奥拓轮毂壳体内腔， 图6的右盖上还应考虑刹车盘的按装和固定位置，这点可以参考现有奥拓 车轮毂内部碟刹的结构和尺寸。
轮毂电机可以设计为后(前)轮车轴上各装一台的两轮驱动方式；或 在前、后车轴上各装两台，四轮驱动方式。但无论是选择两轮或四轮驱动 方式，本发明轮毂驱动装置的控制系统，都应在主控制器6中，设计有多 台电机的功率自动分配系统(电子差速器)。另外电机的参数设计，应根据 整车要求来考虑。
逆变控制器4和5，采用现有成熟的正弦脉宽调制(SPWM)集成电路， 如：HEF4752V(英国Mullard.荷兰PHLIPS公司)SLE4520(德国SIEMENS 公司)、SA8281或SA8282、SA866A、SA868(英国Mitel公司生产)[11]等 均可，在4和5中增加三相整流桥电路以及保护电路。