轮毂电机具有结构紧凑、动态响应快、驱动效率高、车辆操控性好等优点,适用于纯电动汽车的驱动行驶。在新能源汽车电动化、轻量化、智能化的背景下,轮毂电机受到企业和科研学者的青睐。电动车辆对轮毂电机的可靠性有着严格要求,为实现轮毂电机的故障容错运行,一个有效的途径是使电机结构模块化。本文对电动车辆用多单元模块化轮毂电机的多物理场进行研究,所做的工作有:首先,分析模块化轮毂电机的基本工作原理,完成模块化轮毂电机的电磁设计。本文对常见几种分数槽集中绕组进行磁动势分析,结合有限元仿真比较单元电机使用不同极槽配合绕组的特性,选择合适的极槽配合。利用磁路法计算电机空载时的气隙磁场和空载反电势,以及电机负载时的电磁转矩,利用有限元仿真验证解析计算的准确性。其次,研究模块化轮毂电机的故障容错策略。分析轮毂电机开路故障时的电磁特性,推导采取磁动势补偿策略时开路故障模块剩余两相绕组的容错电流,就开路故障容错时的各模块转矩分配问题上,提出三种原则:转矩均分原则、电流相等原则、铜耗最小原则,并比较不同原则对容错性能的影响。分析轮毂电机短路故障时的电磁特性,推导采取磁动势补偿和电磁功率补偿策略时短路故障模块剩余两相绕组的容错电流,提出电磁功率补偿容错时的两种原则:转矩均分原则和铜耗最小原则,比较不同短路故障容错策略对容错性能的影响。再次,研究模块化轮毂电机的电磁振动特性。对定子系统进行建模和模态分析,得到定子系统的固有频率以及相应振型。根据麦克斯韦张量方程,由气隙磁场计算模块化轮毂电机在正常工作、开路和短路故障和以及故障容错时的气隙电磁力,利用电磁场—结构场单向耦合的方法,仿真分析模块化轮毂电机在不同工况下的电磁振动特性。最后,分析模块化轮毂电机的温升特性。建立模块化轮毂电机的温度场模型,建模过程涉及到绕组等效、气隙等效和表面传热系数的计算。分别对轮毂电机在正常工作、开路和短路故障以及故障容错时的温升特性进行仿真分析。