内置式永磁同步电机的转子拓扑结构从最开始采用的“一”字型简单结构发展到如今的多层复杂结构,期间电机转子的拓扑结构层出不穷、造成如今种类繁多的局面。因此对永磁电机转子拓扑结构的研究就显得意义重大。本文以新能源汽车电机为研究对象,对新能源汽车电机的转子拓扑结构进行了总结、设计、对比与优化研究。本文所做的主要工作如下:首先根据新能源汽车对驱动电机的性能要求以及电机设计的流程方法和理论公式,完成了新能源汽车电机的磁路参数设计。主要参数包括定转子主要尺寸、定子槽型及槽参数、极槽数、定子绕组参数与气隙长度等。介绍了传统永磁同步电机的拓扑结构以及新能源汽车电机拓扑结构的发展与演变。对双一型(2I)、双V型(2V)、V加一型(Ⅵ)以及Spoke型(Spoke)等四种新型的转子拓扑结构电机进行了仿真建模,对比分析了四种电机的空载特性、负载特性、调速性能以及转矩密度和功率密度等性能,得出2V型结构的弱磁扩速能力最强、Ⅵ型结构的转矩密度与功率密度最高的结论。选择四种拓扑结构中转矩密度最高的Ⅵ型永磁体的结构参数来进行优化。首先用田口法进行初步优化,然后利用Design-Expert软件对田口法的仿真结果建立响应面模型,得到最优参数组合。优化后电机的转矩密度有所提升,转矩脉动明显下降。最后,对优化后的Ⅵ型结构电机制作样机,搭建实验平台进行输出性能测试,结果表明:电机性能与仿真结果的误差在允许范围内,证明了电机转子拓扑优化的有效性。