电动两轮车作为解决绿色通勤问题的经济型代步工具拥有广阔的市场前景,其驱动电机的效率和成本是两个关键性能指标。电动两轮车实际运行过程中频繁启停、负荷率变化大,并不总是工作在额定工作点附近,如能根据运行工况进行优化设计,对于提高总效率、降低能耗具有重要意义。轴向磁通永磁同步电机易于轮毂集成且效率、转矩密度高,适合应用于电动两轮车驱动电机。本文以基于工况的电动两轮车驱动用轴向磁通永磁同步电机为对象,主要研究内容包括以下几个方面:（1）以常见结构的轴向磁通永磁电机为研究对象,分析比对各种拓扑结构的优缺点,继而选取适合电动两轮车应用的双转子单定子NS拓扑。为解决轴向磁通永磁电机三维电磁计算速度慢、二维计算不准确的问题,提出采用多截面法进行等效计算,针对不同截面个数进行了对比,考虑计算精度和时间选定了合适的截面个数。并在此基础上,开发了参数化自动建模与计算软件;（2）采集电动两轮车城市通勤运行数据并基于车辆动力学模型,建立运行工况。对电机工作点进行聚类分析,提取代表性工作点,提出基于工况的电机设计指标和基于代表性工作点的总效率计算方法。从电机结构、极槽配合、绕组参数等方面具体研究,提出电机初步设计方案;（3）考虑磁路饱和、交互磁饱和等电机非线性因素影响,以及MTPA、弱磁等非线性控制策略,采用有限元仿真和数值拟合相结合的方法,建立磁链、转矩和铁耗模型,通过查表法快速计算出电机效率Map,并与运行工况相映射,快速计算出全工况运行总效率;（4）以电机全工况运行总效率和有效材料成本为优化目标,电机结构参数为优化变量,进行电机优化设计。为减少优化变量个数,采用Taguchi法分析参数敏感性,对参数敏感性高的参数采用NSGA-II法进行优化。对于选定的优化方案进行三维有限元计算,验证了优化算法和全工况运行总效率计算方法的可行性;（5）根据优化方案完成一台定子无磁轭、模块化轴向磁通永磁电机样机的加工,解决了在加工过程中定子铁芯制作、灌封成型等问题。搭建实验测试台,对样机进行了空载和带载能力测试,反电势、输出转矩及效率Map实测结果符合仿真预期结果。