目前应用于混合动力汽车ISG系统中的永磁同步电机主要为径向磁通永磁同步电机,但是存在功率密度低、效率低、空间尺寸大的问题,本文基于ISG电机性能指标和使用要求,首先完成了ISG系统轴向磁通永磁电机的初步设计,确定了电机的基本结构参数和电磁参数;然后以所设计的电机为研究对象,改进了电机的解析模型,并探究了所设计电机不平衡轴向磁拉力和电磁转矩的变化规律,从而优化了电机的结构参数和电磁参数;接着对所设计电机进行了损耗分析,着重研究了所设计电机的涡流损耗,进一步优化了电机参数;最后在损耗研究的基础上合理选择了所设计电机的冷却方案,通过建立温度场模型进行了电机的温度场研究,结果表明所设计电机温升合理,能满足ISG系统的性能要求。首先,给出了ISG系统轴向磁通永磁电机研究的总体设计方案,在对传统的径向磁通永磁电机和轴向磁通永磁电机对比分析的基础上,根据ISG特殊的工作状况和性能要求,确定了适用于ISG系统的轴向磁通永磁电机。接着在满足技术指标要求的基础上,对电机的结构参数和电磁参数进行初步设计,并对轴向磁通永磁电机的磁路参数、绕组电流密度、热负荷和弱磁性能进行了分析,有助于对所设计电机进行电磁性能研究。其次,为了更加准确地描述电机的气隙磁场分布情况和便于电机的优化设计,建立了本文所设计电机的三维有限元模型、基于等效面电流法的解析模型和考虑定子齿槽效应的解析模型,并通过将磁极等效为电流体单元改进了考虑齿槽效应的解析模型。然后分别对轴向磁通永磁电机的气隙磁密、边缘效应和空载电动势进行电磁场性能分析,结果表明改进的解析模型与三维有限元仿真结果的误差较小,能准确反映出所设计电机的磁场分布。同时探究了所设计电机电磁转矩和不平衡轴向磁拉力的变化规律,对电机的结构参数和电磁参数进行了优化。再次,对本文所设计电机的电动状态和发电状态下的铁心损耗和绕组铜耗进行了研究,结果表明所设计电机能有效降低损耗并提高电机效率。接着着重研究了所设计电机的的涡流损耗,分析了定子铁心材料和定子齿槽槽型对涡流损耗的影响。基于以上的分析,给出了电机损耗的抑制措施,进一步优化了电机参数。最后,在损耗研究的基础上,给出了两种冷却水道方案的温度场和压力场仿真,从而合理选择了电机的冷却水道方案。通过计算所设计电机的导热系数、热源和加载方式,建立了电机的温度场模型,完成了在电动状况下和发电状况下的电机主要部件温升分析。结果表明本文所设计电机温升合理,满足ISG系统要求。