随着能源短缺和环境污染的问题愈演愈烈,发展电动汽车产业已成为汽车工业的主要研究方向,而电机驱动系统作为电动汽车机电能量变换的核心部件,具有重要研究意义。在各类电机中,永磁电机因具有高功率密度和高效率等明显优势,在中小型电动汽车领域获得广泛的应用。本文针对电动汽车用永磁电机驱动系统,以增强电机弱磁能力和提高控制性能为出发点,从电机设计和控制策略两方面进行研究,旨在提出一种易于弱磁的外转子永磁轮毂电机结构和一套动态响应快,可靠性高的控制算法,主要包括以下内容:首先,针对表贴式永磁轮毂电机弱磁困难的缺陷,本文提出了一种转子永磁段与磁阻段圆周向交替分布的新结构交替极外转子永磁轮毂电机,通过加大电机的电枢反应来扩大电机的弱磁能力。在槽极匹配的选取上,以9/4和9/5两种电机进行对比分析,发现9/5极单元电机绕组具有一致性和互补性的特点,从而理论上解释了9/5电机永磁磁链和电感曲线高度正弦的本质原因,并进行有限元仿真验证。在齿槽转矩的优化上,与常规电机对比,分析新结构电机磁钢厚度、极弧系数等重要参数对齿槽转矩的影响,分析变化规律,提出了以弧形铁心极进一步优化齿槽转矩的方法。其次,分析新结构电机的数学模型,利用有限元软件分析电机参数的非线性变化并介绍了参数测试方法。利用Matlab Simulink建立轮毂电机的非线性参数模型,在基于一套完整的控制系统的基础上仿真验证出新电机的弱磁扩速能力可达基速的2.5倍以上。接着,针对内置式永磁同步电机运行时参数的非线性变化,为提高控制系统的准确性和鲁棒性,提出查表法最大转矩电流比控制;为改善电机高速弱磁时系统的动态响应和可靠性,提出基于电压反馈复合电流前馈的弱磁控制策略,在电压反馈调节弱磁给定电流的基础上加上弱磁电流的前馈计算使动态响应迅速,并通过Matlab仿真验证了控制策略的可行性。最后,完成基于DSP2812软件程序设计,搭建待测电机5Kw、陪侍电机11Kw的对拖实验平台。完成样机d-q轴电感的非线性测试,进行电机基速2000rpm带载额定转矩30N.m、突加突卸载、弱磁升速至4000rpm带载14N.m等实验,完成指标扩速比达到基速2倍。实验验证本课题采用的控制策略具有有效性和可靠性,基本满足电动汽车驱动要求。