电动汽车直驱式轮毂驱动系统消除了传统齿轮箱等机械变速装置,将轮毂电机直接与车轮相连接,从而减小了驱动系统体积,降低了整车重量,提高了车辆性能。其中,轮毂电机作为动力输出,需要同时满足高效率、高转矩密度和高功率密度等特点。本文主要以电动汽车直驱式轮毂电机设计为切入点,开展了相关研究工作,主要内容可以概括为:1.对电动汽车驱动系统的结构及工作原理进行了阐述,结合电动汽车动力性能的要求,分析了电动汽车电机传动系统主要参数的设计需求,提出了电机参数匹配的方法和流程,并针对一小型电动汽车分析计算了满足要求的四轮直驱式轮毂电机的主要参数。2.在磁场调制技术原理理论分析的基础上,对比分析现有不同结构磁场调制类型电机,提出直驱式分裂齿永磁游标电机的设计方案;结合分裂齿永磁游标电机的转矩和功率密度方程,揭示了绕组形式、槽极配合、调制比等关键因素对电机输出转矩、功率、功率因素等电机性能的影响规律,给出了特定条件下性能最优设计方案;对该结构的电机进行温度场校核;分析了不同冷却条件电机温升的影响。3.提出了内置V型永磁体结构的永磁游标轮毂电机,通过优化转子结构,提升了相同永磁体用量下电机的转矩密度,而在相同转矩输出要求下,节约了稀土永磁体的用量;并采用等效磁网络法对内置V型永磁体结构的永磁游标电机进行建模与分析。4.针对电动汽车轮毂电机应用场合中电机空间尺寸受限且对电机转矩和功率需求高的特点,为了进一步提升电机的转矩和功率输出能力,提出了新型的电机不等长结构(overhang)。该结构能够有效的提高电机转矩和功率密度,转矩与电机有效部分体积之比为21.6Nm/L。有限元仿真结果与实验结果证实了该设计的有效性。