随着电动技术越来越发达，不仅让电动车、电动机车陆续推出，也出现各种电动自行车、滑板车，让都市短程通勤更加方便，而日本东京大学正在开发一款充气式的电动自行车，超高便利性获得国际高度关注。

图一：背包—打气—骑行 

图二：Poimo实物展示

      在众多便携式的电动自行车里，这款名为Poimo的电动自行车，绝对算得上是最特别的一款。Poimo缩减自己体积的方法，并不是采用传统折叠的方式，而是通过给自己放气。没错，你没有看错，就是放气。 

      使用手动式打气筒，Poimo可在一分钟内充气。它有一个小型的轮毂电机用于推进，驱动方式和普通电动滑板车一样。研究人员还没有具体说明动力输出、续航能力和最高速度。

      Poimo本身主要由双轮底盘以及充气车身两部分组成，双轮底盘部分负责移动行驶、充气车身部分负责承载骑车的人。平时不用时，对Poimo的充气车身部分进行放气，它就可以迅速缩减自己的体积，折叠后甚至可以放进一个普通大小的背包里面，非常便于携带。当你需要它行驶上路时，通过空气压缩机对车身进行充气，就可以恢复正常的使用模式，整个过程十分简单易学。

       根据IEEE Spectrum的数据显示，整个Poimo的重量只有5.5公斤。不过遗憾的是，由于展品只是在原型产品阶段，所以更多关于“双轮底盘”的动力、时速以及续航等问题，并没有详细的数据可以参考，一切问题的答案，只能等待这款新产品正式上市的时候才能揭晓了。

       研究人员在日本对Poimo进行了一番测试，人们纷纷表示，Poimo比他们想象中的要结实，骑起来很好玩，还想与孩子们一起使用。Ryuma Niiyama是最近在2020年CHI大会上发表的一篇论文的作者之一，他告诉我们，“我们相信，我们的充气式代步车与现有的代步系统不同，它能与人建立新的关系，未来作为城市的一英里代步车，将是有用的。”  Niiyama认为，一旦过了原型阶段，即使保持模块化且易于定制，Poimo仍比现有车辆更具成本效益。从这里开始，Niiyama的计划是继续优化该系统，以提高便携性、轻量化、舒适性和安全性。

        以轮毂电机为例，电机50极45槽，我们将遗传进化策略算法应用到电机优化，以电机结构尺寸为变量，电机性能参数为优化目标，采用场路耦合的计算方法，参数化扫描，然后建立有限元模型，分别进行齿槽转矩、反电势值与波形、与系统控制器集成分析，校验电机性能是否满足车辆特性要求。

       我们根据所有计算结果，按照设计目标来进行综合寻优。我们按最优的电磁方案来进行深入的有限元分析计算，齿槽转矩是永磁电机不可避开的一个问题，它叠加在电机输出电磁转矩上，形成转矩脉动，增大电机振动幅值，影响了电机性能，为此我们有必要对轮毂电机进行齿槽转矩分析，计算结果如下图，占电机额定转矩的2%，经评估不会对电机振动构成不良程度影响。

根据电机结构尺寸，我们仿真计算分析了反电势的有效值与波形畸变率参数如下图：

       我们对A相反电势进行傅里叶分析，可知各次谐波情况与数值，必要时，我们可以修改磁极极弧形状来改善反电势波形。

       我们的计算结果与实际测试结果吻合。

      为确保电机的性能与车轮控制策略无缝对接，我们还必须按电机控制策略来进行电机性能仿真计算，计算部分结果如下图：

电机转速从0上升到设定转速过程如下图：