在電動汽車產業蓬勃發展的浪潮中，分布式輪轂驅動技術憑借其獨特優勢，成為行業關注的焦點。其中，磁通切換型永磁輪轂電機憑借永磁體與繞組均置于定子、轉子結構簡單且機械強度高的特點，在輪轂驅動領域展現出巨大的應用潛力。然而，該電機在設計與優化過程中，大規模電磁性能計算面臨諸多挑戰，傳統方法難以滿足高效精準的需求。

長期以來，有限元方法在電磁性能分析中占據主導地位，但這種方法計算資源消耗巨大，嚴重制約了電機設計和優化的效率。盡管傳統基于磁阻元件的等效磁網絡模型在一定程度上提升了計算速度，卻無法準確表征渦流效應對鐵心中磁通的反作用，在電機性能計算與渦流損耗分析方面的應用受到極大限制。

為突破這一瓶頸，科研團隊將目光投向了創新性的解決方案。他們以結構堅固、散熱性能優良的磁通切換型永磁輪轂電機為研究對象，基于矢量磁路理論，大膽引入磁感元件，成功構建了一種計及鐵心渦流效應的矢量磁網絡模型。這一創新成果，為磁通切換型永磁輪轂電機的分析與設計開辟了新的道路。

該模型的核心在于磁感元件的引入。科研人員依據矢量磁路理論，把硅鋼片中的渦流效應等效為閉合導電環，并用磁感元件進行定量表征。通過對磁通流通路徑和渦流感應電壓的深入研究，推導出了適用于定、轉子軛部與齒部的磁感參數解析計算公式。在此基礎上，將電機定、轉子鐵心離散為“磁阻 - 磁感”串聯支路，為后續模型的構建奠定了堅實基礎。

在矢量磁網絡構建方面，引入磁感元件后，電機鐵心采用“磁阻 - 磁感”串聯支路建模，能夠精準表征渦流效應。永磁體和電樞繞組則等效為磁動勢源，定、轉子通過動態氣隙磁阻支路連接，形成了一個完整的矢量磁網絡模型。與傳統磁阻網絡模型不同，磁感元件的加入使得矢量磁網絡模型求解涉及復數計算，且磁阻、磁感參數均需迭代更新，這無疑增加了模型求解的復雜性。

為解決這一難題，科研團隊提出了非線性迭代求解策略。他們采用節點磁動勢法列寫方程組，針對鐵心材料磁導率的非線性及磁感參數對磁場分布的依賴性，創新性地提出二步循環迭代求解策略，對磁阻與磁感參數的迭代過程進行解耦。通過這一策略，依托特定流程完成了矢量磁網絡模型的求解，有效處理了鐵心飽和與渦流效應的非線性問題，保證了模型求解的收斂性與穩定性。

這一創新模型帶來了多方面的顯著優勢。在理論模型層面，首次將磁感元件引入 E 形鐵心磁通切換型永磁輪轂電機的磁網絡中，建立了能夠直接耦合渦流效應的矢量磁網絡模型，大幅提升了電磁性能的計算精度。在求解方法上，二步迭代算法有效解決了鐵心飽和與渦流效應的非線性問題，確保了模型求解的穩定可靠。在損耗計算方面，基于收斂后的鐵心支路磁感值與磁通值，可同步計算出渦流損耗，簡化了計算流程，減少了對傳統經驗公式的依賴。

為了驗證模型的有效性，科研團隊分別利用磁阻網絡模型、矢量磁網絡模型和有限元方法計算了磁通切換型永磁輪轂電機的氣隙磁密、反電動勢、輸出轉矩渦流損耗等電磁性能，并將計算結果與樣機實驗進行對比。結果顯示，相較于傳統磁阻網絡模型，矢量磁網絡模型的計算結果與樣機實驗更為接近；與有限元模型相比，矢量磁網絡模型在保持計算精度的前提下，計算效率得到了大幅提升。