随着汽车工业的快速发展,导致了能源危机和环境污染等问题的进一步加剧,因此电动汽车成为汽车领域未来的重要发展方向,而电机的驱动系统是电动汽车机电能量转换的核心,为此对其研究具有重要的意义。永磁同步电机高效率、高功率密度的优点,使其在中小型电动汽车领域得到广泛应用。随着电机及其控制器的不断发展和大功率电力电子器件的广泛应用,采用轮毂电机直接驱动已成为体现和发挥电动汽车驱动特点的一个重要发展方向,也是当前研究的热点。本文针对外转子式轮毂电机消耗较多永磁材料、弱磁能力差等问题,将交替极结构引入轮毂电机设计中,并对交替极轮毂电机的电磁性能进行了深入研究。本文首先对交替极轮毂电机的基本结构进行简要分析,并将其与常规结构进行对比,建立了交替极轮毂电机的数学模型,根据槽极匹配的选取,对比分析9槽8极和12槽10极交替极轮毂电机的气隙磁密、漏磁特性,并通过有限元仿真进行验证。其次针对永磁电机本身机械结构引起的特有的齿槽转矩问题,对本文所研究交替极轮毂电机的齿槽转矩进行优化分析。分析了齿槽转矩产生的原因以及危害,介绍了削弱齿槽转矩常用的方法,根据齿槽转矩的解析表达式,运用有限元仿真分析法,从极槽数配合、极弧系数优化、改变槽口宽度等方面来削弱齿槽转矩。再次,分析了交替极轮毂电机凸极性形成原理,根据永磁同步电机电感特性,推导出交替极轮毂电机交直轴电感的计算方法,从磁路角度分析电机影响凸极性因素,最后通过有限元仿真研究电机的凸极性,改善电机凸极性,从而提高外转子式轮毂电机弱磁升速能力。最后,在理论分析和仿真的基础上,制作了 48槽40极和36槽32极交替极轮毂电机的实验样机,并基于电机性能测试系统进行实验。运用该测试系统对测试样机的反电势、齿槽转矩、电感等方面进行了实验研究,然后将实际测试结果和有限元仿真进行对比,验证上述电磁性能分析的合理性。