新能源电动汽车因环境污染低、维修方便、能量利用效率高的优势逐渐取代传统燃油车,在商用车和乘用车领域中得到了应用。其中驱动电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响到电动汽车的动力性、舒适性和产品竞争力。内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM）因效率高、体积小、功率密度大、调速范围广的优点已成为电动汽车驱动电机的最佳选择。然而电动汽车IPMSM常常出现电磁振动大,高频噪声刺耳的问题,十分影响乘车舒适性和运行可靠性。因此,对IPMSM开展电磁振动噪声特性理论分析、解析计算、数值模拟和电磁振动噪声多场耦合优化抑制研究具有重要工程价值和现实意义。本文以IPMSM为研究对象,围绕电磁、结构谐响及声场分布规律、定子系统电磁振动噪声特性、多物理耦合优化抑制等关键科学问题,对IPMSM等效磁路解析计算、定子系统结构等效网络模型推导、电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析及3D数值模拟、电磁振动噪声多物理场耦合抑制方法、变频逆变器对电机振动噪声影响展开深入的研究,全文主要内容如下:（1）建立计及磁路饱和、转子凸极和定子开槽等效应的IPMSM等效磁路模型,分析IPMSM气隙电磁场和电磁力波的时空分布特性,揭示气隙电磁力波的影响因素和规律,为IPMSM性能优化设计提供有效理论工具。分析磁路饱和、转子凸极和定子开槽效应对气隙磁场和磁导分布的影响,推导IPMSM气隙电磁力波和电磁转矩解析表达式,分析IPMSM在不同工况、不同dq轴电枢电流下气隙磁场和电磁力波分布规律,进一步研究定子齿部对气隙电磁力波的采样和调制作用。然后基于等效磁路模型,揭示IPMSM气隙电磁力波分布规律和定子齿部铁芯的受力特性,分析气隙电磁力谐波的影响因素,提出IPMSM气隙电磁力波和定子齿部受力的传递函数模型。（2）提出改进的空心圆柱壳体理论计算方法,建立定子等效结构网络解析模型,计算并揭示电机定子系统固有模态分布和受迫振动特性,完善IPMSM电磁振动噪声理论,为IPMSM电磁振动噪声性能解析计算奠定基础。首先根据IPMSM电磁振动机理提出定子系统等效结构网络模型,并在分析多自由度结构系统以及圆柱壳体受迫谐响振动特性的基础上,推导计算定子系统周向各阶次模态、固有频率以及位移、速度、加速度等物理量对应的结构振动传递函数,揭示定子结构参数和系统阻尼比对振动传递函数的影响规律;进一步研究IPMSM声场辐射功率、声压级等物理量分布特性。最后通过模态敲击实验进行验证。（3）提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合理论解析计算方法,分析IPMSM在全工况下电磁振动噪声特性,为IPMSM参数设计、振动噪声分析与抑制提供分析方法。首先结合IPMSM等效磁路模型和定子等效结构网络模型,建立IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场耦合解析计算模型,基于该模型,计算IPMSM在空载、带载工况下电磁振动噪声特性。然后提出IPMSM电磁-结构谐响-声3D多物理场耦合数值模拟方法,建立3D多物理场耦合数值计算有限元模型,分析IPMSM电磁场（电磁力波,电磁效率等）、结构谐响（模态振型、振动速度）和声场（等效辐射功率,声压级等）分布特征,并阐述解析模型和3D数值模型在电机电磁振动噪声性能计算上的差异,验证解析模型的准确性。最后通过台架振动加速度测试实验进行验证。（4）针对IPMSM电磁振动噪声性能和电磁输出性能的多场耦合优化问题,提出IPMSM电磁-结构谐响-声多物理场、多目标优化方法,对电机电磁性能和振动噪声性能展开多场、多目标优化,为IPMSM电磁振动噪声抑制、多场性能优化提供了研发方法和实现手段。首先基于多物理场解析模型,对比分析极槽配合、拓扑结构和尺寸参数对IPMSM电磁振动噪声性能的影响,揭示结构尺寸对IPMSM电磁振动噪声性能的双重影响特性;然后通过灵敏度分析方法得到IPMSM电磁振动噪声性能抑制过程中优化目标与变量之间灵敏度和相关性关系;进一步结合现代粒子群优化算法和IPMSM电磁振动噪声解析计算方法,以定转子结构参数为优化变量,以电机电磁输出转矩、振动加速度和有效材料价格为优化目标,对IPMSM展开多物理场、多目标振动噪声优化,并对比优化前后IPMSM性能。最后基于优化后IPMSM结构参数,制作工程样机并进行相关实验验证。（5）提出考虑变频逆变器引入谐波的IPMSM载波振动噪声计算方法和抑制控制策略,揭示变频逆变器和控制策略对IPMSM载波振动噪声的影响规律,为IPMSM电磁振动噪声抑制控制策略的研究提供参考。基于IPMSM电磁振动噪声解析计算方法和场路耦合有限元仿真模型,研究考虑变频逆变器和控制策略影响的电枢电流载波谐波和电磁力载波谐波分布特性,进一步分析变频逆变器引起的IPMSM载波振动噪声特性,探究变频逆变器载波比对IPMSM电流载波谐波和电磁力载波谐波的影响;在此基础上,研究合理调整变频逆变器载波频率对IPMSM载波振动噪声特性的抑制效果,提出削弱变频逆变器引起的IPMSM载波振动噪声的控制策略。