輪轂馬達一定要用「無刷馬達」嗎？BLDC 輪轂馬達的優勢與限制

提到輪轂馬達，很多人第一個想到的就是BLDC無刷直流馬達，因為現在常見的電動自行車、電動滑板車、搬運車、拖車、載貨設備，很多輪轂馬達確實都是採用無刷設計。

但這也很容易讓人有一個疑問：輪轂馬達是不是一定要用無刷馬達？

答案其實是：不一定。

輪轂馬達的核心概念，是把馬達整合在車輪端，至於裡面使用有刷DC馬達、BLDC無刷馬達，甚至搭配減速機構，都要看實際應用需求。

對不同設備來說，最適合的馬達選擇並不一樣。

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1. 為什麼現在很多輪轂馬達都使用BLDC？

BLDC(Brushless DC Motor，無刷直流馬達)和傳統有刷直流馬達最大的差別，在於BLDC沒有碳刷與換向器，而是透過電子控制器進行換相。少了碳刷之後，BLDC在壽命、維護、效率與高速運轉方面，通常都更有優勢。

而輪轂馬達本身又常安裝在比較不容易拆卸的位置，例如車輪內部，因此「避免維修」就變得很重要，這也是為什麼現在很多輪轂馬達都會優先採用BLDC。

 

2. BLDC輪轂馬達有哪些優勢？

1. 壽命更長、更適合長時間、高頻率使用

對拖車、載貨車、物流設備或搬運車來說，馬達常常需要長時間運轉，甚至一天內反覆啟停很多次。這類設備如果需要頻繁拆卸車輛輪組做保養，不只麻煩，也會增加停機時間與維護成本。

BLDC因為少了碳刷這類會自然磨耗的零件，在高使用頻率的情況下，通常能有較長的使用壽命，也更適合需要長時間穩定運轉的商用或工業設備。

2. 更適合電池供電設備

對拖車、載貨車這類電池供電設備來說，馬達效率會直接影響續航、電池容量與溫升。當馬達效率較高時，同樣的電池容量可以把更多電能轉成實際驅動力，減少不必要的能量損失。

這對需要長時間搬運或反覆起停的設備特別重要，因為效率差異累積一整天後，會反映在：

• 可使用時間
• 電池耗電速度
• 馬達發熱量
• 電池與控制器的負擔

所以在輪轂馬達選型時，效率不是單純看一個百分比，而是要和實際的扭矩、電流，以及工作週期一起評估。

3. 較容易做到高轉速與穩定控制

BLDC是靠控制器進行電子換相，因此在轉速控制上比較有彈性，如果搭配霍爾感測器(Hall Sensor)或其他位置感測方式，可以更精確控制馬達的啟動、速度與輸出。

對輪轂馬達來說，這也有助於改善：

• 起步平順性
• 低速控制
• 轉速穩定度
• 左右輪輸出控制
• 加速與減速曲線

這些特性很適合拖車、載貨設備、AGV 或其他需要穩定低速運轉的設備。

4. 噪音通常比較低

有刷馬達的碳刷與換向器接觸時，會產生一些機械噪音與電氣噪音。

BLDC因為沒有這種機械接觸，運轉通常比較安靜。

如果輪轂馬達要應用在室內物流設備、醫療搬運設備或對噪音比較敏感的場域，BLDC 會比較有優勢。

 

3. 那BLDC輪轂馬達有沒有缺點？

有。BLDC雖然有很多優點，但並不是所有情況都一定比有刷馬達更好。

1. 一定需要控制器

有刷DC馬達的控制方式比較簡單，基本上只要供電，就可以直接運轉，但BLDC不能只接上電源就使用，需要搭配電子控制器進行換相。

這代表整個系統會多出：

• 控制器
• 感測器
• 控制邏輯
• 保護電路

所以整體系統成本與複雜度通常會比較高。

2. 控制器選錯，也會影響馬達表現

很多人會把注意力全部放在馬達本身，但實際上BLDC的性能和控制器有很大關係。

例如：

• 控制器最大電流不足
• 起步限流設定太低
• Hall Sensor 訊號不穩
• 換相角度不合適
• 散熱不足

都可能讓一顆原本性能很好的馬達，實際使用時表現不理想，因此BLDC輪轂馬達不是只選馬達，也要把馬達、控制器與電池一起考量。

3. 成本通常比有刷馬達高

BLDC馬達本身需要磁鐵、感測器或更複雜的控制系統，因此成本通常比一般有刷DC馬達高。

如果產品本身使用時間不長、負載不高，而且價格敏感，有刷馬達有時反而會比較划算，所以不是所有輪轂馬達都一定要追求BLDC。

 

4. 有刷 DC 和無刷 BLDC 輪轂馬達怎麼選？

可以簡單看成下面這樣：

簡單來說：

如果是長時間、高頻率、重視效率與壽命的應用，BLDC 通常會比較適合。

如果是低成本、短時間、簡單控制的應用，有刷馬達仍然有它的優勢。

 

5. 選型重點與延伸閱讀

選擇馬達前，應先確認應用設備的載重、速度、輪徑、工作時間與控制需求，當需求條件越明確，工程團隊就越能快速判斷所需的扭矩、轉速、功率與電流，進一步找到更合適的馬達規格。

如果想了解輪轂馬達在拖車與載貨車上的實際應用重點，可延伸閱讀〈輪轂馬達應用在拖車、載貨車上，有哪些優勢？〉。