汽车用混合励磁发电机既具有永磁发电机损耗小、效率高的优点,又具有电励磁发电机良好的电磁调节特性,在汽车电源系统中有着重要的应用价值。通过分析永磁磁场与电磁磁场的各种组合结构,提出了一种在转子体积一定的情况下可以增大气隙磁通的双径向永磁转子结构,并利用该转子与凸极式电磁转子组合成并联同轴的混合励磁转子结构。利用矢量星形图法确定了电枢绕组的嵌线形式,绘制了定子电枢绕组嵌线图,设计出3相8极36槽、每个转子极对应4.5个定子齿的分数槽绕组定子。建立了永磁磁路、电磁磁路和混合励磁磁路的等效磁路图,分析瓦片形磁钢轴向两端面之间、瓦片形磁钢侧面之间,极靴两端面之间、电磁绕组两端面之间以及电磁绕组侧面之间的漏磁影响因素,减少漏磁,提高发电机效率。利用磁场有限元分析软件对双径向永磁磁场、凸极电磁磁场和混合励磁磁场进行了建模和仿真,获得二维和三维模型在静态磁场中的磁力线图、磁通密度矢量图、磁通密度模值图,以及二维模型在瞬态磁场中空载和带负载的感应电动势波形图、绕组电流波形图,验证了本设计是可行的。设计出双径向永磁磁路与凸极电磁磁路形成并联磁路结构的转子,分数槽绕组的定子,以及采用通过调节通入电励磁绕组电流的大小和方向、进而调节气隙中磁场大小的电磁耦合稳压控制器,保证在宽转速、宽负载范围内输出稳定电压的汽车用双径向永磁与凸极电磁混合励磁发电装置。