随着科技的发展以及近年来人们对环保意识的提升,各国已经发布禁售燃油汽车的时间节点,电动汽车逐渐进入人们的视野当中。关于电动汽车电机以及如何提高电动汽车电机的功率密度是当下讨论的热点问题。永磁同步电机由于其体积较小、质量较轻且输出功率较高的特点使得其在电动汽车上的应用前景尤为突出。电机的散热是实现正常工作的核心保障,因此本文从高功率密度电机的电磁设计、结构优化以及冷却结构等问题进行深入研究,设计一款满足工况要求的8极高功率密度电机。首先,对电动汽车传动系统进行分析,研究电动汽车动力性能以及所受阻力,并对电动汽车电机相关性能参数进行匹配分析。提出电机设计的基本参数要求。然后,明确高功率密度电机的设计流程。关于电磁设计,如何通过合理设计并优化电机结构提高功率密度是重点研究的问题。本文从以下方面对电机电磁结构进行设计:电机的极槽配合及合理设置斜槽降低齿槽转矩;设计定子槽高和槽深以及优化槽口宽度降低电机损耗;良好的永磁体材料以及永磁体尺寸设计;“V”型转子结构可提高永磁材料利用率和气隙磁密度。并在保证效率基本不变的原则基础上对电机转子磁钢进行结构改进设计。搭建优化平台对其相关性进行分析,改进后,铁心损耗以及涡流损耗均降低,输出转矩的平稳性得到了提高。以电机功率密度为目标函数,以电机定子内径、铁心长度和气隙宽度为参数变量利用改进的果蝇-遗传算法对其进行算法优化。提高输出转矩使得电机功率密度提高。电机散热问题是高密度电机的重点问题之一。温度场的精确仿真起到重要的辅助作用。因此对电机产生的损耗加以分析。并对损耗利用有限元计算法对电机散热加以分析,得到在工况运行条件电机发热的基本情况。为后续散热水道设计奠定基础。对电机水道冷却结构进行设计,分别设计了三种不同的水道结构,利用有限元法对水道的温度场加以分析,并设计了控制器水道的结构。分析了在一定流速以及进水温度条件下电机水道内的冷却液流动状态。结合温度场得到最佳的水道结构。并对选定的径向Z字形串联水道进一步优化。分析了水道数以及冷却液流量的对电机散热效果的影响,得到了最佳的水冷电机散热的系统,以满足高功率密度永磁同步电机的工况需求。该论文有69张图幅,表13个,参考文献67篇。