多相电机由于其拥有的低转矩脉动、高可靠性、高容错能力、高功率密度等优势,而受到学界广泛关注,特别是近年来随着电力电子技术和控制理论的快速发展,多相电机驱动控制自由度多的优势,更拓宽了其应用领域。与传统整数槽绕组电机相比,分数槽集中绕组电机的绕组端部短、铜耗低、加工成本低,在电动汽车用电机领域得到广泛应用。本论文以电动汽车用电机为应用目标,以分数槽集中绕组的新型五相永磁同步电机为对象,对其绕组槽/极数配合、定转子设计、多物理场分析等方面做了如下研究:首先,研究了影响五相分数槽集中绕组电机槽/极数配合选取的因素。与三相电机不同,五相电机可利用三次谐波电流产生转矩,提高了转矩密度,因此需同时考虑注入基波和三次谐波时电机的特性。首先利用绕组函数法,建立了分数槽集中绕组电机的数学模型,基于该模型,以基波绕组因数最大为目标,给出了五相电机任意槽/极数配合时的绕组排布方式;其次求取了不同槽/极数配合电机的基波和三次谐波绕组因数、磁动势谐波分布、转矩脉动和径向力波阶数等,并利用槽电动势星形图法和有限元方法对上述计算进行了验证。其次,对电动汽车用新型五相双谐波永磁电机进行了槽/极数配合研究和结构优化设计研究。首先分析提出了该种电机槽/极数的选取原则,比较了不同永磁结构转子的优劣,并确定了适用于五相双谐波电机的转子结构。然后分析了新型电机转子极间开槽对电机性能的影响:分别以电枢绕组中注入电流的最大有效值和最大幅值两种控制策略为约束条件,以电机输出转矩最大为目标,比较了开槽设计对五相永磁电机两种不同槽/极数配合绕组的适用性,并对转子极间开槽率与电机尺寸结构的关系进行了研究。最后利用有限元法对上述分析进行了验证。然后,采用多物理场分析方法对五相双谐波永磁电机样机进行了设计。首先采用磁路方法,计算得到了电机的主要尺寸;然后利用多物理场有限元方法对初始设计进行了分析和调整:首先利用电磁场有限元对初始磁路设计进行了分析和调整,其次对电机两种工况下的温度场分布进行了校验,然后分别对电机在稳态运行时受到的应力和振动模态进行了分析和校验;最后通过样机制作和实验验证了相关的分析和设计。最后,对全文研究内容进行了总结,并对该电机研究的不足之处提出未来展望。