近年来,随着汽车数量的增加,汽车带来的环境问题就更加凸显出来,迫切需要用更加环保的交通工具来逐步取代汽车在日常出行中的地位。此时,电动平衡车以其环保、便捷的特性出现在人们的视野中,驱动系统是电动平衡车的主要部件之一,为了保证车辆的转矩性能,目前普遍是低速永磁无刷直流电机,存在效率低,功率密度小等缺点。本文采用中速永磁无刷直流电机来代替低速电机以提高效率和功率密度。为了改善中速电机带来的稳定性和噪声问题,将摆线针轮减速机放置在永磁无刷直流电机内部,这种装配方式不会增加系统的轴向尺寸,还可以增加系统的承载能力。首先,介绍课题的研究背景及意义,有关方面的国内外研究发展历程以及论文的结构安排,对驱动系统的整体装配形式和两个主要组件进行了结构设计。主要步骤是根据电动平衡车的动力性能要求,计算出摆线针轮减速机构的尺寸,建立摆线轮三维模型,进行动力学仿真;再根据功率要求和摆线针轮减速机构的尺寸对永磁无刷直流电机进行电磁设计,并在电磁仿真软件分析电机的静态场和瞬态场,保证所设计的永磁无刷直流电机性能满足要求。电机在运行过程中会不可避免的产生损耗,损耗是温度分析的基础,因此本文针对电机中的铁损、铜损分别进行了理论分析和数值计算,另外单独计算永磁体涡流损耗和电机运行过程中产生的机械损耗,并研究了四种损耗随电机转速变化的规律。其次,基于温度计算的边界条件,计算传热中电机各部位的等效导热系数和表面散热系数,在有限元仿真软件中对电机温度场进行仿真计算。利用电机计算得到的损耗值,将电磁场与温度场直接进行耦合计算,得到电机的单向耦合温度场。由于温度的变化会对材料的属性有较大的影响,因此本文进一步研究电磁场和温度场双向耦合,并将双向耦合的计算结果与单向耦合结果进行对比分析,同时研究在电机转速变化过程中两种耦合方式得到的温升变化情况。最后,参照电路学的基本知识,在传热学中引入热路概念,根据热路图和热路定律建立等效热路模型,并在仿真软件中搭建热路仿真模型。将电机中的各部位等效为空心圆柱体,得到各部位的等效热阻,进而计算出热导值。将电机各部位的损耗值和热导值,热容值等输入到模型中,得到无闭环反馈环节的电机温升曲线,将单向场与无闭环结果进行对比,发现误差值在合理范围内。考虑到温度对电机定子绕组的影响,在热路模型中加入反馈函数,即加入闭环反馈环节,研究加入闭环的结果与无闭环的结果之间的差值。将双向场与有闭环的结果进行对比,最后发现这两种结果的对比误差都在合理范围内,表明了温升结果的合理性。有限元法和等效热路法的温度仿真结果都表明本文所设计的电机温升在可接受范围内,证明了设计的永磁无刷直流电机能够满足电动平衡车的使用要求。