论文总字数：30735字

摘 要

：本文结合轮边驱动系统的特点，设计出了一种新的双横臂独立悬架轮边驱动模型，匹配悬架进行了悬架弹簧参数设计和校核,并针对其车轮定位参数进行悬架硬点数据优化，为构建Kamp;C分析、性能全面分析等工程应用问题奠定良好基础。

以现有微型电动车为整车模型，综合比较现有轮边驱动方案，创建出新的轮边驱动方式，利用Solidworks设计并建立双横臂独立悬架驱动模型，为适配该双横臂悬架设计适宜的悬架弹簧参数并进行了校核，再导入ADAMS/Car建立悬架仿真模型，获得其硬点数据，并进行车轮跳动对定位参数的影响分析和仿真，根据仿真结果针对性地利用ADAMS/Insight进行参数敏感性分析，最后对悬架特性进行优化。

本文以一种新型的双横臂悬架轮边驱动结构为基础，利用ADAMS系列模块进行仿真优化，使悬架的综合性能进一步得到改善。结果表明，优化设计有效，改善了悬架系统的运动学参数，从而改善了电动车平顺性和行驶稳定性等综合性能，此外，设计的悬架弹簧也成功的通过了强度和稳定性校核，使之能正常同设计相匹配使用。

关键字：轮边驱动；双横臂悬架；ADAMS/Car；车轮定位参数；仿真优化

Design and Optimization Analysis of Suspension Applied in the Direct Wheel Driving Electronic Vehicle

02011530 Yuan Yuan

Supervised by Guodong Yin

Abstract: Combined with the characteristics of the wheel driving system，this thesis builds a new kind of the double-wishbone type suspension about direct wheel drives model , and designs and checks parameters of spring in order to match the built suspension, lastly, optimizes the suspension hardpoints data aiming to wheel alignment parameters. It is a good foundation for this paper that creates a serious of engineering applications about Kamp;C analysis and comprehensive performance analysis.

In this paper, there is a new direct wheel driving system using an existing micro-EV and compering with direct wheel driving scheme at present. It creates a new model called the double-wishbone type suspension about direct wheel drives model with the help of Solidworks and designs and checks parameters of spring in order to match the built suspension, and then builds a suspension simulation model by ADAMS/Car. Next, some hardpoints data can be obtained, and the analysis and simulation about influence of wheel alignment parameters with wheel bouncing can also be carried out. Finally, according to results of simulation, it can make the sensitivity analysis of wheel alignment parameters by ADAMS/Insight and optimize the suspension and Specifications.

Based on a new double-wishbone type suspension about direct wheel drives model, this thesis makes the simulation optimization with the help of serial modules of ADAMS and improves the comprehensive performance of suspension. It turns out that optimal design in this paper is com, improves the kinematics parameters of built suspension, and furthermore EV’s comprehensive property such as ride performance, stability under transport condition and so on. By the way, the designed suspension coil spring also undergoes successfully the strength and stability check and plays a role in the built suspension.

Keywords: direct wheel driving; double-wishbone suspension; ADAMS/Car; wheel alignment parameters; simulation optimization

目录

1、绪论 1

1.1 课题提出的背景和意义 1

1.2 国内外轮边驱动电动车及匹配悬架研究发展现状 1

1.2.1 国内外轮边驱动电动车发展现状 1

1.2.2 国内外轮边驱动悬架系统发展现状 2

1.3 本文研究的主要内容和思路 5

2、双横臂独立悬架系统及其定位参数 7

2.1 双横臂独立悬架 7

2.2 车轮定位参数及其影响 8

2.2.1 车轮外倾角 8

2.2.2 车轮前束角 9

2.2.3 主销后倾角 9

2.2.4 主销内倾角与主销偏置距 10

2.3、本章小结 11

3、双横臂独立悬架轮边驱动系统运动分析 12

3.1 轮边驱动电机的选择 12

3.1.1 整车参数 12

3.1.2 驱动电机参数设计（四轮独立驱动） 12

3.2 轮边驱动系统特点及建模方案 14

3.2.1 轮边驱动系统概述 14

3.2.2 轮边驱动系统特点 14

3.2.3 抑制轮边驱动系统引起车辆垂向振动负效应的方法 15

3.2.4 建模方案选择 16

3.3 Solidworks三维建模 18

3.4 双横臂独立悬架轮边驱动系统说明 19

3.4.1 设计内容与实施方式 19

3.4.2 设计特点及创新 21

3.5 本章小结 22

4、悬架弹簧参数设计 23

4.1 悬架弹簧的分类及作用 23

4.2 螺旋弹簧的选取及特性 23

4.3 悬架螺旋弹簧设计 23

4.3.1 参数设定 23

4.3.2 参数计算及校核 25

4.4、本章小结 29

5、ADAMS/Car仿真与结果分析 30

5.1 ADAMS/Car简介 30

5.2 仿真过程 30

5.2.1 Adams/Car建模 30

5.2.2 悬架结构参数和仿真参数的设置 31

5.3 仿真结果及分析 33

5.4 本章小结 36

6、基于ADAMS/Car模型的优化与结果分析 37

6.1 ADAMS/Insight模块简介 37

6.2 仿真优化过程 37

6.2.1、各个车轮定位参数的敏感度分析 37

6.2.2 汇总和梳理 43

6.3 硬点优化及结果 43

6.3.1 坐标优化 43

6.3.2、优化结果图像与分析 44

6.5 本章小结 46

7、总结与展望 47

致谢 49

参考文献： 50

轮边驱动电动汽车悬架设计与优化分析

1、绪论

1.1 课题提出的背景和意义

日益发展的经济对人们的生活带来了更高的要求，对车辆需求的增加是必然的趋势，然而石油及其他能源的日渐消耗殆尽，对其汽车工业带来了前所未有的挑战。研究更清洁环保节能动力源的汽车就成为当下的热门方向，电动车走入了人们的实现，其节能、动力输出大、安全等优点引起了全世界的重视，我国也将其作为汽车工业的发展研究重点，然而目前大多数研发的电动车大多都是在现有传统油车的基础上改装而来，由于和传统车相比，电动车在质量及其分布、行驶性能要求、车身零部件布置以及由此引起的整车质心位置变化，令改装后的电动车行驶稳定性、平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性都大大降低，因此现代电动车有其独特的整车结构和驱动系统，根据电动机驱动方式的不同分为集中电机驱动和电动轮驱动两种形式，而轮边驱动则是电动轮驱动的其中一种。

常见的轮边驱动系统一般由轮边电机中、减速机构、制动器、散热器等等部件组成，具体结构主要分为两大类^[1]：一种基于内转子型轮毂电机的轮边驱动系统，另一种则是基于外转子电机的轮边器动系统。但是由于轮边电机和减速传动装置的引入加大了车辆非簧载质量，使得车辆的行驶性能大大降低，也引起了垂向振动负效应。

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