随着国家能源战略的提出,电动汽车得到了广泛应用。为了适应电动汽车复杂多变的行驶工况,电动汽车用驱动电机需要具备高扭矩输出能力、较宽的调速范围以及较高的效率。本课题来源于辽宁省优秀人才项目“电动汽车用永磁同步电动机弱磁特性与输出能力研究”,项目编号为LJQ2015082。电动汽车的驱动电机主要以永磁同步电动机为主,为此本文设计了一台额定功率为30kW,额定转速为3000r/min的车用永磁同步电动机,并针对电机的电磁设计、齿槽转矩优化、输出特性分析、铁耗计算与分析、效率优化等几个方面开展了研究,本文的工作内容主要包含以下几个部分。第一部分,针对电动汽车电机使用最大转矩/电流的控制方法,研究了电机的电磁计算方法和流程。当电机运行在恒转矩区时,电机铁耗较小,电机铜耗所占比重较大,为了降低电机铜耗,本文研究了转矩/电流比最大的原则去控制定子电流的电机电磁设计方法,根据额定功率30kW,额定转速3000r/min等性能指标去确定电机槽型、绕组、永磁体等主要结构参数。其中针对永磁电机所特有的齿槽转矩会影响电机在控制系统的低速性能和定位精度,故为了抑制电机的齿槽转矩,优化电机性能,本文对电机进行有限元仿真并结合齿槽转矩解析式去研究极弧系数、极槽配合、以及偏心转子结构对齿槽转矩的影响规律。第二部分,针对汽车行驶工况复杂多变,不同的行驶工况对车用永磁同步电动机的性能要求不同这一情况,研究了转折转速对电机输出特性的影响。对于长期运行在频繁启停,加减速工况下的电动汽车而言,要求电机具有优越的低速输出性能。而当电动汽车长期运行在高速工况时,要求电机具有优越的弱磁扩速性能。由于电机在恒功率区和恒转矩区之间的转折转速对电机输出的最大转矩与最大功率具有重要的影响,而且电机额定转速与转折转速的关系对电机性能也有很重要的影响。为此本文分别研究了转折转速对电机最大功率与最大输出转矩的影响规律,并根据电机不同的工况和性能要求去确定电机的转折转速,以及界定电机额定转速和转折转速的大小关系,以此来指导电机结构参数的设计。第三部分,针对电机在弱磁区工作的特点,研究电机铁耗计算和变化规律分析以及提高电机高效区占比的方法。电机铁耗的大小取决于电机磁密的分布,而在弱磁区电机磁场随着弱磁电流的变化而变化,使得电机的每个工作点的铁耗都是不一样的。故为了更加精准的计算电机性能,本文通过分段式变系数铁耗计算方法来得到电机铁耗,并进一步分析弱磁深度对电机铁耗的影响规律。对于普通永磁同步电动机来说,电机的性能计算都有比较成熟的公式方法,设计起来相对简单,电机的性能只要求计算额定点,对调速性能要求不高。而对于车用永磁同步电机而言,在电机设计时不能再像传统电机那样只计算某个点的性能,必须对每个转速点都进行性能计算,得到电机的效率图谱,为此本文通过分析电机在整个调速区的效率分布规律,并进一步研究提高电机高效率区占比的措施。