永磁同步电机因具有功率密度和转矩密度大、能量转化效率高等优点,被广泛应用于新能源汽车上,成为近年来电机领域内的热门研究对象。为了进一步提高能量转换效率,车用永磁同步电机正在朝着更高功率密度和转速方向发展,也带来了诸多问题。功率密度的提高使得电机温升严重,在研究电机服役条件时不得不考虑电机转子硅钢材料在高温下的力学性能和热应力的影响;转速的提高使得转子承受更大的离心力,更容易发生强度和疲劳破坏。电机在运行过程中涉及了电磁场、温度场和应力场的作用,且这三个场之间相互作用、相互影响,为了更准确地分析车用永磁同步电机转子强度与疲劳特性,本文通过磁热力多物理场耦合仿真的方式并结合硅钢材料的力学性能测试实验对电机进行研究。主要内容如下:1)永磁同步电机磁热耦合温升特性分析。通过二维电磁场仿真获得电机损耗,导入到温度场模型中作为三维温度场仿真的热源,结合电机各部件导热系数以及各端面散热系数的确定对电机温度场进行仿真分析,得到电机在峰值工况下的温度场结果,并通过搭建样机温升实验平台对电机磁热耦合仿真精度进行验证。本部分为电机温度场的准确预测提供了一定的指导。2)永磁同步电机热力耦合转子强度分析。通过单向拉伸实验获得硅钢材料在不同温度下的力学性能参数,为转子强度仿真提供准确的材料参数;通过基于热力耦合的有限元分析方法对转子应力场进行仿真,通过比较是否施加温度边界条件的仿真结果证明了电机热力耦合仿真的必要性;最后设计了高精度磁桥变形测试实验平台对转子磁桥在超速实验下的变形量进行计算从而验证仿真精度。本部分为电机转子应力场的准确预测及实验验证方法提供了一定的指导。3)永磁同步电机转子疲劳特性分析。通过疲劳实验获得考虑制造因素和服役温度的超薄、超窄硅钢材料的S-N曲线;并通过有限元方法对转子疲劳寿命进行分析。本部分为转子硅钢材料疲劳特性的分析方法提供了一定的指导。