随着电动汽车产销量的持续增长,电动汽车传动技术也日益受到国内外学者的重视。无论对传统燃油汽车还是电动汽车,传动系统都是汽车动力总成的核心之一。有统计表明,传动系统故障占汽车故障总数的四分之一;一旦传动系统关重件如齿轮、轴承等在汽车行驶过程中发生疲劳破坏,不但会损毁变速器,还将对动力、底盘等系统造成极大损害,直接影响汽车的可靠性和行驶安全性,甚至导致灾难性事故的发生。多变路况和电机宽转速范围作用下呈现的动态载荷环境使电动汽车传动构件发生点蚀、断裂等破坏形式。正是这些表现为高周和超高周疲劳的失效破坏,限制了电动汽车传动构件寿命和系统可靠性。因此,准确高效获取传动系统疲劳载荷谱,预测传动系统使用寿命,成为电动汽车传动系统设计中亟待解决的关键问题。首先,分析了永磁同步电机中的坐标系及不同坐标之间的变换关系;讨论了各种坐标系下永磁同步电机的数学模型以及永磁同步电机的矢量控制策略;搭建车用永磁同步电机循环工况下运行的控制模型,计算得到循环工况下车用电机的转速和转矩输出,作为传动系统耦合模型的电磁激励;通过实车实验验证模型仿真结果的有效性。其次,为体现电动汽车传动系统动态载荷特征,获取传动系统动态载荷数据,考虑驱动电机电磁转矩变化和汽车行驶阻力变化引起的外部载荷激励,齿轮时变啮合刚度、啮合误差等引起的内部激励,建立了电动汽车传动系统转子轴承耦合动力学模型,获取传动系统齿轮和轴承的载荷时间历程;基于准静态方法和赫兹接触理论获取关重件危险位置应力谱。最后,采用雨流计数法对零部件载荷历程进行计数和统计分析,运用相关的概率学理论编制循环工况下电动汽车传动系统零部件的二维设计载荷谱和一维程序疲劳加载谱;基于获取的理论载荷谱,采用名义应力法和疲劳累积损伤理论预测了电动汽车传动系统关键零部件的疲劳寿命;为电动汽车齿轮传动系统动态疲劳寿命预测提供了理论方法。通过建立电动汽车驱动电机的仿真模型和齿轮传动系统动力学模型,实现电动汽车齿轮传动系统在循环工况下的仿真,获取传动系统零部件载荷谱;根据载荷谱预测相关零件的使用寿命,对电动汽车传动系统失效预测、推动我国电动汽车传动系统设计理论创新与技术升级具有重要的理论和工程意义。