随着环保意识的日益增强，新能源汽车的发展已成为不可逆转的趋势。根据能源供应方式的不同，新能源汽车大致分为五大类：燃料电池电动汽车、混合动力汽车、氢能源汽车、纯电动汽车以及其他创新形式的新能源汽车，如超级电容器和飞轮储能汽车等。
在这些类型中，纯电动汽车凭借其安全、可靠、结构简洁且无排放的综合优势，成为了新能源汽车发展的主流方向。相较于传统的燃油车，电动汽车拥有更好的机动性、更宽敞的空间、更高的能源利用效率和更简单的总体布置及集成。纯电动汽车还相当于分布式蓄电池，对电网调峰具有积极作用。
电动汽车的动力系统布局主要有三种形式：集中驱动、轮边驱动和轮毂驱动。集中驱动电动汽车是在传统内燃机汽车的基础上，用电驱系统替代内燃机，其安装工艺成熟且运行可靠，但缺点是底盘结构复杂，车内有效空间受限，传动效率不高。轮边驱动则是从集中驱动向轮毂驱动过渡的中间形式，其集成度有所提升，传动效率更高，整车质量减轻，布局更合理。而轮毂电机驱动技术作为先进的电动汽车驱动方式，将电机、减速器和制动器集成在轮辋内，使车轮本身成为动力单元，简化了传动结构，便于安装更多电池组，增加了车辆内部空间。
轮毂电机驱动系统具有显著提高整车利用率、降低动力系统损耗、根据地形分配各车轮转矩及集成更多新能源技术的优势。然而，它也面临一些挑战，如簧下质量大影响操控性、需要电动真空泵提供刹车助力从而消耗电池电能、功率密度高且损耗大导致散热困难、工作环境复杂多变对系统密封要求高。
为应对这些挑战，工业和信息化部及汽车工程学会在2020年发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，计划到2025年，轮毂电机峰值转矩密度达到20 N·m/kg或功率密度达到5 kW/kg；到2030年，分别达到24 N·m/kg或6 kW/kg；到2035年，则要达到30 N·m/kg或7 kW/kg。因此，高转矩和高功率密度轮毂电机技术的突破和创新成为发展的关键。
轮毂电机系统是一个高度集成的系统，包括驱动、制动和承载等部分，对驱动电机的主要要求是轴向尺寸短、功率/转矩密度高、调速范围宽、高可靠性、高过载能力和高效率。根据电机工作原理，其结构主要有永磁同步电机（PMSM）、直流电机、异步电机和开关磁阻四种。其中，永磁电机因满足轮毂电机的要求而成为主流技术，未来有望获得更大发展。
清华大学的关涛、刘大猛和何永勇等人对轮毂电驱系统的结构形式进行了详细介绍，分析了不同磁场类型轮毂电机的优缺点，并调研了市场上主流轮毂电机产品的性能参数，为轮毂电机的研发提供了参考。他们针对轮毂电机的高性能需求，调研了径向磁场、轴向磁场和横向磁场等不同类型的永磁轮毂电机的研究现状。
在材料技术方面，研究者指出，通过研发高导磁低损耗的磁性材料、低电阻率的导电材料、高导热的绝缘材料以及低密度高强度的结构材料，可以降低电机的损耗和质量，提升电机内部的传热能力，从而提高轮毂电机的功率/转矩密度。同时，电机工艺的革新也将在现有材料的基础上，通过不同工艺结构实现电机低损耗、轻量化、高冷却效率的设计。
研究者还提出了新型轮毂电机拓扑结构的研发方向，旨在将材料特性与电机运行原理相结合，开发出高性能的新型结构轮毂电机，在提高功率/转矩密度的同时，实现电机过载性能、转速运行范围和高效区范围的提升。
