汽车用发电机以电励磁爪极发电机为主，由于其结构简单、制造容易、运行可靠、价格低等因素广泛应用于汽车中。电励磁爪极发电机功率一般小于2kW，效率只有60%左右。随着汽车内电气设备的增加，汽车发电机正朝着大功率的方向发展。显然电励磁发电机不能满足日益增长的功率和效率要求。与电励磁发电机相比，永磁同步发电机具有不需要供电励磁、体积小、重量轻、效率高、寿命长以及性价比高等优点。永磁发电机不久将可能代替电励磁发电机，成为汽车用发电机的首选。为增大输出功率，选择42V电压等级。因此分析研究42V汽车用永磁发电机既满足汽车用电要求，又符合节能环保的发展方向，具有重要的理论意义和工程应用价值。本文使用MATLAB、 ANSOFT MAXWELL、 ANSOFT RMXPRT以及ANSOFT SIMPLORER等相关软件，对一台42V、2kW永磁同步发电机分析研究。首先利用等效磁路法，使用MATLAB编程，详细分析了电机电磁设计过程，给出设计结果；其次使用ANSOFT RMXPRT软件分析各个电机参数对电机性能的影响，分析研究单一变量、两变量以及多变量对电机效率的影响；再次，以二维有限元方法为基础，设计一台输出功率较高的永磁发电机，并对该永磁发电机在各种参数下的齿槽转矩及电机性能进行了研究；然后，采用拟牛顿法和模式搜索法对发电机进行优化分析，给出优化结果；最后，搭建42V汽车用永磁发电机系统，对永磁同步发电机实现联合仿真，分析得出永磁发电机系统的输出性能。