四轮毂电机驱动电动汽车具有简化传动系统、底盘可用空间大、易于整车控制的优点,逐渐得到广泛关注。随着汽车动力需求增加,对电机功率密度要求也越来越高,相同体积下电机发热量变大。提高电机功率密度的同时控制电机的温升已成为行业内亟待解决的问题。需要准确计算电机温度场分布,根据电机温度分布,对其散热结构进行优化设计,以保证驱动电机的稳定运行。本文的主要工作有:首先,阐述了国内外研究现状,归纳总结现存问题。根据四轮毂电机驱动电动汽车驱动性能需求对轮毂电机进行选型,应用电磁场基础理论,建立了电磁场分析模型,得到了轮毂电机电磁损耗曲线。其次,求解了额定工况下轮毂电机的温度场,同时对电机模型进行轴向和径向取点测温,分析了电机内部的温度分布。研究了电磁-热双向耦合下温度与电磁材料参数耦合关系,揭示了变转速恒转矩、变转矩恒转速及变转速变转矩三种复杂工况下轮毂电机电磁场温度场双向耦合特性。在此基础上探究了制动工况中制动盘发热对电机温升的影响。再次,结合轮毂电机外转子的结构特点,在定子支架内部设计了一种螺旋形冷却管路。利用流体力学和传热学理论,分析了水冷冷却后电机的温度场分布。在此基础上,以绕组温度、冷却结构进出口压差和冷却结构表面换热系数为优化目标,以进水口流速,水道截面高度宽度和水道数目为优化变量,对冷却结构参数进行灵敏度分析。依据多元回归方程,分析优化目标和优化变量之间的函数关系,采用NSGA-Ⅱ多目标优化方法,获得了具有最优冷却性能的冷却结构参数,对额定工况下电机冷却结构优化后的温度场特性进行了分析。最后,为了验证电磁-热双向耦合方法及冷却结构优化设计的有效性,搭建轮毂电机综合性能实验平台。仿真和实验结果表明,与电磁热单向耦合方法相比,电磁热双向耦合方法准确度更高。采用NSGA-Ⅱ优化方法的冷却结构具有更好的冷却效果,验证了优化后冷却结构的合理性。