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随着混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)的发展,采用双转子驱动电机的电磁传动式混合动力系统被提出并得到关注,相对于传统汽车驱动系统,电磁传动式混合动力系统可实现高效率的无级变速动力耦合,具有高燃油经济性；相对于采用行星齿轮的机械传动式混合动力系统,电磁传动式混合动力系统具有紧凑的结构,且双转子驱动电机能代替起动/发电机、电动机实现混合动力的耦合与分配,因此该系统已成为混合动力系统的发展方向之一。本文针对HEV用双转子电机所需的高转矩密度、低转矩脉动需求以及双转子电机普遍存在的内外磁场耦合问题,提出一种新型定子永磁式双转子电机一永磁磁通切换双转子电机(Flux-Switching Permanent-Magnet Double-Rotor Machine, FSPM-DRM),并进行了深入、系统的理论分析和实验研究,主要研究内容和创新点为：一、为了实现HEV用驱动电机小型轻量的需求,将具有高转矩密度、高功率密度及高效率的永磁磁通切换电机(Flux-Switching Permanent-Magnet Machine, FSPM)结构与双转子电机概念相结合,提出三相FSPM-DRM结构,并针对FSPM定位转矩较大的不足,对FSPM-DRM进行了基于减小定位转矩的定转子极数组合的优化选择,最终确定为三相12/22/12极FSPM-DRM拓扑结构。在此基础上,提出了FSM-DRM设计的一般功率方程,按照由内电机到外电机的设计过程,完成了FSPM-DRM的初始设计及基于转矩脉动最小的优化设计,为验证设计结构及设计参数的有效性,采用有限元方法对FSPM-DRM进行了电磁性能仿真分析、考虑绕组涡流损耗的电机损耗及效率分析,并评估了内外电机磁场耦合程度,为后续FSPM-DRM的精确控制及温度场分析奠定了基础。二、针对FSPM-DRM的内转子散热问题,本文首先采用集总参数热网络模型法及有限元法,对FSPM-DRM不同工作模式下不同负载时的温度场分布进行了分析比较,并通过实测温度进行了验证,得出不同工作模式及负载下绕组端部温度最高,且在高速高负载时绕组端部温度会超出绕组绝缘等级容许温度的结论：在上述分析的基础上,对FSPM-DRM进行了冷却系统的设计,对采用双风扇冷却系统及水通道冷却系统分别进行了温度场有限元仿真,仿真结果表明两种冷却方式均可实现内转子和内外电机绕组温度的有效冷却,并得出水冷却系统效果更佳的结论；最后,本文还对FSPM-DRM的电磁-热场双向耦合情况进行了研究,分析了电机温升对电机电磁性能的影响,并对绕组涡流损耗与温升的交互影响进行了研究,证明了在FSPM-DRM损耗分析时,绕组涡流损耗不容忽略。三、为验证FSPM-DRM不同工况运行的有效性及其应用于混合动力系统的可行性,本文完成了FSPM-DRM矢量控制系统建模仿真及基于FSPM-DRM的混合动力系统建模仿真。首先,根据FSPM-DRM有限元仿真得出的内外电机磁场耦合极小的结论和电机磁链、电感、定位转矩等参数,基于MATLAB建立了FSPM-DRM矢量控制系统仿真模型,进行了内外电机不同工况运行时稳态及动态性能仿真分析,证明了FSPM-DRM可实现不同工作模式的运行且具有较好的动态响应性能及较高的稳态精度。其次,搭建了由发动机模块、蓄电池组模块、FSPM-DRM控制模块、汽车模块及能量管理模块组成的混合动力系统仿真模型,针对10.15城市工况和NEDC工况进行了仿真分析及燃油经济性计算,仿真结果验证了FSPM-DRM可应用于混合动力系统实现不同工作模式下双功率流的耦合及分配,且相对于传统汽车,其燃油经济性得到了明显提高。四、根据FSPM-DRM优化设计的参数,加工了一台实验原理样机,搭建了FSPM-DRM数字控制系统实验平台,进行FSPM-DRM的性能测试及不同工况运行实验,实验结果验证了理论分析的正确性、样机设计及控制策略的合理性,也为下一步FSPM-DRM在混合动力汽车中的实际应用提供了理论和技术支持。