近年来,随着能源紧缺和环境污染的问题日益加重,人们的环保意识逐渐加强,新能源汽车的开发研究受到了越来越多的关注。其中轮毂电机因其体积小、重量轻、功率因数大、传动效率高等特点成为了许多汽车厂家以及设计人员的研究对象。相较于传统燃油汽车,轮毂电机减少了动力传动系统零件的数量,提高了驱动系统的动力传递效率。但是由于轮毂电机的工作空间狭小且封闭,空气流通差,导致轮毂电机在工作时所产生的热量无法及时排出;同时,减小轮毂电机的体积,虽然提高了驱动电机的转矩与功率密度,但是也增加了电机的损耗密度,最终导致电机温升过高。过高的温升可能会导致电机绝缘高温失效,永磁体磁密降低,严重时甚至会导致其发生不可逆退磁现象,严重影响了新能源汽车的安全性和稳定性。因此,分析计算轮毂电机的温度分布,对其发热严重部分进行着重研究,并合理设计冷却结构对于提升整车性能以及延长电机的使用寿命有着重大的意义。本文以75kW外转子永磁同步轮毂电机作为研究对象,根据其电气参数建立了三维物理模型,分析计算了轮毂电机额定工况下各部分的损耗,并根据材料的热性能参数,计算出该轮毂电机自然冷却下各部分的温度分布,针对发热严重部分进行了着重研究,并设计了两种冷却结构,分别与自然冷却下的结果进行对比,分析了两种方案的冷却性能。根据传热学基础理论,并结合研究对象的特殊结构,分析了轮毂电机各部分之间的传热形式,并建立了轮毂电机的物理模型以及温度场属性模型。同时为了方便计算,在保证计算精度的前提下,对电机绕组等部分进行了等效处理,确定了温度场计算中各种热参数的数值。基于电机学和电磁场基础理论,对轮毂电机各部分损耗进行计算,并根据损耗和各部分对应的体积计算出各部件的生热率。在所得的热源以及各类热参数的基础上,通过仿真得到了轮毂电机的温度场分布,分析其温度分布规律,并沿轴向在发热严重部分取了若干特征点进行着重分析,为轮毂电机冷却优化提供了有效的对比数据。根据轮毂电机外转子的结构、流体力学基础理论,以及自然冷却下轮毂电机的温度分布情况,设计了螺旋水道水冷以及石墨烯复合材料冷却两种冷却方案。结果表明,两种冷却方案都能够在一定程度上降低轮毂电机的温升,使轮毂电机可以在绝缘等级要求范围之内正常工作。