随着人们对能源和环境问题的重视程度不断提高,电动汽车因为其具有的绿色环保的特点而得到了越来越广泛的应用。作为电动汽车核心模块之一,驱动系统的未来发展方向是高转矩密度、高效、宽调速比等。轴向磁通永磁电机由于自身的结构特点,具有轴向长度短、结构紧凑、转矩密度高及高效率等优势。定子无磁轭模块化电机(YASA)作为一种新型结构的轴向磁通永磁电机,除了具有通用轴向磁通永磁电机的优点外,其还兼具定子铁心损耗小、绕组端部短和槽满率高等特点,更有利于电动车辆、飞轮储能系统、可再生能源系统和工业设备等场景的应用。本文以电动汽车用定子无磁轭模块化电机为研究对象,全面介绍了YASA电机的设计过程,并在此基础上对转矩密度和转矩波动两个指标进行优化。首先,阐述了轴向磁通永磁电机的各种拓扑结构,并介绍了定子无磁轭模块化轴向磁通永磁电机的结构特点。根据本文电动汽车驱动电机所需的性能指标要求和预设参数,结合尺寸方程和相关设计经验,确定电机定转子和永磁体材料以及电机主要尺寸、气隙长度等设计参数,并对不同情况下的极槽数组合进行分析,得到合适的极槽配合。其次,在得到定子无磁轭模块化轴向磁通永磁电机的电磁方案后,本文采用ANSYS Maxwell有限元软件对该电磁方案进行三维有限元分析,得到其关键性能指标,以验证设计的合理性。针对电机关键的参数如槽口宽度、极弧系数、永磁体厚度和磁极偏移角度,研究其变化对电机性能指标的影响;对电机额定负载时的损耗进行仿真计算,进而得到了额定效率,并考虑到作为电动汽车的驱动电机,运行工况较为复杂,从而计算了电机在不同转速和输出转矩时的效率,制成了效率MAP图。最后,提出一种嵌入混沌策略的文化差分进化算法(CCDE),并利用支持向量机(SVM)及CCDE算法对电机的初始模型进行多目标优化设计。优化过程分为三部分,首先分析影响转矩密度及转矩波动的参数,并综合考虑电机实际应用场景和电磁机械特性,选择合适的优化变量和约束条件;然后采用正交试验法确定参数组合的试验方案,并结合有限元仿真计算得到数据样本空间,将样本空间作为训练集训练SVM,进而建立优化目标的SVM拟合模型;最后利用混沌文化差分进化算法对这两个目标进行多目标优化,得到Pareto最优解集,选择其中一个解作为优化设计参数,并进行有限元仿真验证,结果验证了SVM-CCDE算法模型的准确性和可靠性。