永磁同步电机已经成为车用电机的研究热点，然而其高转矩密度和宽转速运行范围在电磁参数设计上具有矛盾性。本文提出一种新型双定子锥形永磁同步轮毂电机，能够在提高转矩密度的同时增强电机弱磁能力、拓宽电机转速范围。全文针对双定子锥形永磁同步电机机械结构的设计难点、磁路分析与数学建模、磁场分布特点、轴向磁拉力与控制系统概述、电磁转矩与电感参数展开研究，为该种结构电机提供设计思想和计算理论。概述双定子锥形永磁同步电机不同结构形式，选择外定子圆柱形、内定子锥形的结构。探讨转子结构的特点，考虑到双定子锥形电机空间限制及高转矩密度的要求，采用双面表贴式结构。研究轴向力的性质，给出轴向平衡装置的设计建议，设计双定子锥形永磁同步电机的机械结构。为方便外、内定子独立控制和灵活设计，采用了外、内定子完全解耦的分离式磁路形式，给出分离式结构双定子锥形电机的磁网络模型和数学结构模型，定性分析在轴向位移的变化过程中电机主要参数的变化趋势。利用三维有限元法分别对外、内单定子电机与双定子电机的气隙磁密等参数进行对比，给出外、内电机的最优工作参数并验证分离式双定子电机内外磁路完全解耦的磁路特点。分析在定转子铁心等长与定子铁心长于转子两种情况下，外内气隙磁密、空载反电势随轴向位移的变化规律和分布特性。推导双定子锥形永磁同步电机轴向磁拉力的表达式，提出内、外电机的轴向磁拉力都分别存在正位力分量与锥角力分量。分别探讨不同锥角、不同铁心长度、不同轴向位移、不同交直轴电流下内、外电机轴向磁拉力的变化，提出利用定子铁心长于转子的结构消除正位力的方法。最后给出基于交直轴电流对轴向磁拉力的作用来实现轴向位移控制实现电机弱磁的控制方法概述。分析并推导双定子相对于单定子时电机转矩表达式，给出在不同锥角、不同轴向位移、不同定子铁心长度下电磁转矩的变化。分析双定子锥形永磁同步电机的定位力矩产生原理，提出通过不同极槽配合、磁极相对位置改变、改变锥角大小和轴向位移来抑制定位力矩。最后利用磁链法计算交直轴电感与转子锥角、定子铁心长度、轴向位移之间的关系。