近年来,日益严苛的环境和能源问题导致车用发动机朝着小型化、高功率密度和低排放的趋势发展。与此对应,传统的废气涡轮增压器已经越来越不能适应新的法规要求,于是电辅助涡轮增压器应运而生。本文采用电辅助二级增压系统,用来解决柴油发动机采用涡轮增压后出现低速性能恶化的问题,在发动机低速启动工况下,串联的电辅助压气机和废气涡轮增压器同时工作,能够达到快速响应、进气充足、经济性良好的要求。本文的工作重点在于设计出满足电辅助二级增压系统的电辅助压气机叶轮,使设计的离心叶轮在该系统工作中具有良好的性能。首先,本文根据废气涡轮增压发动机的性能要求进行了电辅助二级增压系统压气机匹配计算。确定了压气机在设计点的流量、压比和转速等设计参数。结合电辅助压气机设计原则进行了压气机叶轮和蜗壳初步设计计算,确定了叶轮和蜗壳的基本几何数据。通过Concepts-NREC软件从叶轮优化设计几何参数出发,进行了电辅助压气机的一维初步设计,确定了压气机的初步几何参数和性能参数。然后,在一维初步设计的基础上进行电辅助压气机叶轮的三维设计和几何建模。分析电辅助增压系统中低压级电辅助压气机的性能要求和设计特点,以某型电机驱动的压气机样机为基础,分别分析用于普通车用涡轮增压器的离心压气机叶轮J90性能,以及样机的压气机叶轮JE90性能。通过对比分析两种不同应用场合的叶轮的子午流道外形、叶片角分布和叶片载荷分布存在的差异,得到电辅助压气机叶轮的设计几何规律和策略。在此基础上利用叶轮设计方法和设计策略,进行电辅助压气机叶轮三维造型,得到可运行于低转速范围下的高效压气机设计叶轮。在此基础上,通过NUMECA公司的FINE/Turbo CFD分析软件对该压气机叶轮进行了三维数值仿真计算。得到了满足设计要求的压气机叶轮。接下来,使用NUMECA的FINE/Design3D软件对设计的离心叶轮进行三维气动多目标优化。通过采用超拉丁抽样方法获得遗传算法优化的样本库,使用人工神经网络的近似模型进行多目标优化,使设计叶轮的性能得到优化。优化结果表明:叶轮在设计点的等熵效率由优化前的0.8293提高到0.841,提高的幅度为1.4%;总压比由优化前的1.274提高到1.277,提高的幅度为0.24%。叶轮的喘振点位置由优化前的0.11kg/s向小流量偏移到0.1kg/s。多目标优化使子午流道出口宽度改变,是导致叶轮性能的变化的最主要原因。