在环境污染和化石能源危机的大背景下,大力发展新能源汽车产业已成为国家的战略性规划,电动汽车由此进入了快速发展的新阶段。采用轮毂电机直接驱动,是电动汽车的未来发展方向。轮毂电机驱动系统凭借在结构紧凑、传动高效、控制灵活、车载空间利用率高等方面突显出的显著技术优势,使其被认为是未来纯电动汽车最理想的驱动方式。本文以设计高功率密度轮毂电机为目标对其进行了结构设计、电磁场分析、损耗计算、温度场仿真和冷却系统设计等工作。首先,根据电动汽车整车参数与性能指标,分析了轮毂电机驱动系统的性能需求,通过理论分析得到了轮毂电机的转矩、功率和转速等基本参数。对轮毂电机定、转子参数进行结构设计,并给出了电机极槽数配合、极弧系数等关键参数的设计依据,初步确定了轮毂电机的结构方案。其次,运用Maxwell软件通过电磁场仿真验证了电机电磁结构设计的合理性。结果表明,电机运行时的电磁转矩、空载反电势和负载转矩均在合理范围内。在电磁场理论的基础上详细分析了电机不同工况下电机的铜损、铁损和永磁体涡流损耗的大小及其分布情况。再次,通过Ansys Workbench软件建立电机三维温度场仿真模型,在不同过载工况下分析了自然风冷散热环境对电机瞬态温度场分布的影响,得到了不同过载工况下电机各部件的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。结果表明,自然风冷仅能满足额定工况下电机的散热需求,过载工况下会造成电机过热,超过电机绝缘等级下国标所规定的最高允许温度。最后,通过CFD仿真对轮毂电机水冷散热系统进行了设计研究,分析了冷却系统结构参数对流场与温度场的影响。选择了径向“Z”型水路结构,通过对水道类型、冷却液流速、水道数量、水道截面宽度和水道拐角圆角的合理选取后,确定了优化后的轮毂电机水冷散热系统,并运用Fluent软件仿真分析了水冷散热条件下电机的稳态温度场。结果表明,液冷条件下,轮毂电机整体温度有了大幅度的改善。与自然风冷相比,绕组、定子和永磁体等生热部件有较明显的温降,额定工况下,电机最高温度由81.20℃下降到65.57℃,降幅为19.2%。2倍过载工况下,电机最高温度由170.50℃下降到93.53℃,降幅为45.1%。过载工况下的最高温度低于电机的性能参考温度,满足电机过负载条件下的绝缘等级要求。