【摘 要】
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电动汽车是未来汽车研究和发展的主要方向,具有广阔的市场前景。其驱动系统关键技术的发展近年来成为了研究的热点。相较于其它驱动形式的电动汽车,采用轮毂电机驱动的电动汽车由于集轻量化、电动化、集成化、高效化和空间布置合理化于一体,更具优势。轮毂电机作为电动汽车动力输出的核心部件,对其结构和工作性能要求很高。又由于其工作环境特殊,温度控制和机械强度问题同样不容忽视。因此,对轮毂电机的电磁结构设计、电磁场、
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电动汽车是未来汽车研究和发展的主要方向,具有广阔的市场前景。其驱动系统关键技术的发展近年来成为了研究的热点。相较于其它驱动形式的电动汽车,采用轮毂电机驱动的电动汽车由于集轻量化、电动化、集成化、高效化和空间布置合理化于一体,更具优势。轮毂电机作为电动汽车动力输出的核心部件,对其结构和工作性能要求很高。又由于其工作环境特殊,温度控制和机械强度问题同样不容忽视。因此,对轮毂电机的电磁结构设计、电磁场、温度场以及机械结构强度的分析研究具有重要的现实意义。本文以电动汽车永磁同步轮毂电机为研究对象,对轮毂电机进行设计研究。主要研究内容和结论如下:（1）首先结合所设计轮毂电机的技术要求,对常见轮毂电机驱动方式、磁路结构、永磁体性能以及电机相关参数等进行分析计算,设计出一台选用钕铁硼N30UH永磁材料的48槽46极六相双层短距分布叠绕组式的6.8k W永磁同步轮毂电机样机。（2）在ANSYS Motor-CAD软件中建立样机电磁场仿真模型,对电机内部电磁场进行仿真分析。结果显示,电机内部磁场分布均匀合理,未出现磁饱和现象,整体来看电机的磁路设计是合理的。电机负载运行时电磁转矩在144～146N·m区间内小范围地波动,符合电机设计的要求。结果表明轮毂电机电磁设计合理,满足电机设计要求。（3）为保证电机机械结构在运行时能够达到实际工况的机械强度需求,对电机进行机械结构仿真。仿真结果显示,当轮毂电机在额定转速和设计最高转速之间运行时,其所受的最大机械应力为4.31(6,远低于硅钢片屈服强度370(6和钕铁硼永磁体屈服强度80(6,轮毂电机机械结构设计合理,满足机械强度要求,能够确保电机安全运行。（4）建立温度场有限元仿真模型,并将热源损耗作为激励耦合到温度场仿真模型中,对轮毂电机温度场进行仿真分析。分析结果表明,在电机内部温度场中,绕组的最高温度达到了113.2℃,永磁体温度为63.6℃,最高温度均低于其允许最高工作温度。轮毂电机的材料选择合理,符合设计要求,能够满足电机正常工作。（5）对试制出的样机进行样机试验,试验结果表明样机设计合理,符合设计要求。
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