从简化传动系统、减小整车质量、提高传递效率等方面来看，采用轮毂电机驱动的高速电动轮汽车比其他形式的电动汽车更具有优越性。本文以高速电动轮为研究对象，采用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell和多物理场有限元分析软件Ansys Workbench对高速电动轮进行了有限元分析与优化。本文首先对电机磁路的合理性和电机性能指标进行了分析。对高速电动轮用永磁同步电机进行了电磁场分析，分析了电机在静磁场、空载磁场、额定负载磁场下的特性，分析结果可知文中电机磁路设计较为合理，性能指标满足电动轮汽车的动力性能要求。同时计算了电机额定工作点的损耗作为后续温度场分析中的热源。其次，对高速电动轮用永磁同步电机冷却系统进行了流场分析，验证了冷却系统的流动性能。然后对文中永磁同步电机样机进行了温度场分析，得到了电机稳态温度场分布，得到电机温度最高点，分析了温差分布的原因，验证了冷却水道的效果以及对电机部件的影响。之后对电机进行了瞬态温度场分析，验证了电机具有一定的短时过载能力。再次，对高速电动轮轮轴进行了结构位移场有限元分析，通过静力分析、模态分析和疲劳寿命预测分析，验证了轮轴在强度、抗冲击性、疲劳强度以及可靠性方面满足要求。最后，为减小电动轮系统增加了非簧载质量而对车辆平顺性造成的不利影响，结合优化设计理论对电机电磁方案进行了优化设计，优化后电机有效材料质量减少了3.62kg，减重幅度为19.2%。同时，以电动轮中的传力机构转接盘为例对电动轮结构进行了优化设计，优化后转接盘减重3.99kg，减重幅度为38.2%。优化效果较为明显，达到了减轻电动轮质量的目的。