随着环境问题和能源问题的日趋严重，大力发展电动汽车成为解决这些问题的关键。无论是混合动力电动汽车还是燃料电池汽车或者是纯电驱动汽车，其电驱动系统都是研究的关键技术之一。从简化结构、减小体积、提高效率等方面来看，轮毂电机驱动比其他形式的电驱动系统更具有优越性。本文以轮毂电机设计为研究对象，主要是轮毂电机结构的布置与轮毂电机结构的优化，完成的主要工作如下：（1）对现有轮毂电机的结构特点以及驱动形式进行分析，并根据现有轮毂电机的特点，以某款SUV汽车为应用目标，以其现有的车轮为对象，设计出内置悬置的新型轮毂电机结构，包括电机的拓扑结构设计，减速机构的设计，机械制动系统的布置、电机减振结构的设计、电机冷却系统的设计与电机密封结构的设计。（2）为了测试内置悬置新型轮毂电机的动力学振动特性，本文将内置悬置新型轮毂电机的结构进行简化，设计了结构简单、拆装与维护方便的内转子直接驱动的内置悬置新型轮毂电机功能样机。为了保证轮毂电机样机结构的可靠性，本文还对轮毂电机功能样机的重要支撑轴以及主要受力件进行了强度的校核计算。同样，因为实验的需要，本论文还为此设计了结构简单的实验台架，并且将设计好的轮毂电机功能样机和实验台架分别加工出了实物。最后，在实验台架上对轮毂电机功能样机进行了试转测试，测试的数据表明，轮毂电机功能样机运行稳定，试转正常。（3）轮毂电机的使用增加了汽车非簧载质量，这将对车辆的操纵稳定性、平顺性和舒适性产生不利的影响，所以通过尽可能的减轻轮毂电机的重量，来降低这些不利的影响就显得非常有必要。本论文将以拓扑优化变密度法为理论指导，以拓扑优化软件-HyperWorks为工具，对轮毂电机功能样机中的转子支架进行拓扑优化分析。在满足转子支架结构强度的基础上，尽可能的减轻转子支架的重量，并且对优化好的转子支架进行刚度的校核，确保优化后转子支架结构的可靠。