传统能源的持续使用导致能源危机和环境污染问题的加剧,开发新型能源成为各行各业的发展趋势,这在汽车行业尤为突出。纯电动汽车无噪音、无污染,是新能源汽车中的主推产品,驱动电机作为电动汽车的动力来源,其各项性能指标是影响整车性能的重要因素。本文围绕电动汽车用永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的优化设计问题,以大连理工大学自主研发的轻量化彩虹车为原型,研究了永磁同步电机结构的优化设计方法和电磁性能有限元分析方法,建立了一种基于拓扑优化的兼顾结构刚度与轻量化需求的新型转子结构设计模型,设计兼具所需动力性能和轻量化的转子构型。论文的主要研究内容包括:(1)基于彩虹车的动力性能要求和电动汽车动力系统方程,对其动力系统的参数进行设计,确定了永磁同步电机的性能参数,以及减速器传动比参数、动力电池参数。分析了参数设计后的整车动力性能,以验证其满足彩虹车的动力性要求。(2)基于永磁同步电机性能参数和彩虹车空间限制的要求,对电机进行了结构设计。利用ANSYS RMxprt软件对永磁同步电机进行了建模,并使用Maxwell软件对电机的性能参数和电磁场参数进行了有限元分析,得到了电机的性能参数,验证了电机设计的合理性。(3)研究了电机结构优化设计方法,对设计的彩虹车用永磁同步电机进行了参数优化设计。以降低永磁同步电机齿槽转矩峰值为主要优化目标,采用参数优化的方法对电机的磁极厚度和气隙长度参数进行了优化设计。(4)研究建立了兼具结构刚度与轻量化需求的新型转子结构拓扑优化模型,设计了一种转子新构型。采用有限元方法对优化前后的电机性能进行了分析与对比。数据分析结果表明,所设计的转子新构型具有所要求的性能,验证了所建立模型的有效性。