为缓解世界能源危机和环境生态问题,新能源电动汽车有望替代传统燃料汽车,而轮毂电机将成为电动汽车的重点发展方向之一。由于电机安装在汽车的轮毂内,并且面临频繁启停、爬坡和加速行驶的情况,导致轮毂电机面临发热散热难以平衡的问题。本文以车用外转子永磁同步轮毂电机为对象进行动力性能分析和电磁热分析进行研究。本文主要工作内容包含以下几部分:首先,结合电动汽车实际运行工况,给定汽车技术指标,完成汽车在水平无风路面下匀速、加速行驶、峰值转速行驶时电机功率、转矩性能计算和匀速爬坡时电机功率、转矩性能计算,并以此确定电机各个部件基本尺寸方案。对电机初步设计方案在Maxwell软件进行验证,通过对电机空载反电势、齿槽转矩、电磁转矩、齿磁密、轭磁密进行校验,并分析电机在额定转速和峰值转速下铜损、铁损和涡流损耗的占比情况,验证方案的可靠性。其次,以电机的成本和效率为目标函数建立电机数学模型,运用NSGA-2算法对电机的结构尺寸设计方案进行多目标优化,选择帕累托前沿中的一组最优折衷解,将其在Maxwell软件验证优化方案的可靠性。最后,运用Creo软件建立电机三维模型,通过Fluent软件计算电机三维温度场仿真,对比分析自然风冷和水冷两种散热方式电机在额定转速和峰值转速下各个部件的稳态温升。仿真分析结果表明电机在额定转速下定转子温度都在允许范围内,峰值转速下电机的转子永磁体存在高温退磁风险。通过加装水冷,避免了电机在过载情况下转子磁钢高温退磁的风险,提高了电机运行的可靠性。