第 II 页 本科毕业设计说明书

1 绪论

1。1 课题背景及意义

随着汽车的发展，越来越多的车辆渐渐抛弃被动悬架，而是采用主动悬架。在传统的被 动悬架设计中，平顺性与操纵稳定性往往难以兼顾，而主动悬架可以兼顾汽车的平顺性与操 纵稳定性。当汽车载重重量发生变化，或者是道路条件发生改变时，主动悬架可以自己调整 参数，将车身的离地高度保持在合理的数值上，从而提高汽车的平顺性、通过性和操纵稳定 性；主动悬架还可以主动调节悬架的参数，降低车轮载荷波动，提高附着力，改善车辆操纵 性，减小轮胎磨损。缺点是：结构和控制与被动悬架相比更加复杂，全主动悬架的硬件要求 高、成本高、消耗能源多，也会增加整车重量和成本，这些缺点使得主动悬架在低成本汽车 应用范围小。 论文网

对于车辆主动悬架作动器的研究大致可分为以下三类： ① 空气主动悬架作动器；② 液压主动悬架作动器； ③ 电磁类主动悬架作动器。空气和液压作动器在诸多方面都存在着 问题，如结构复杂、重量较大和成本高及安全可靠性不高等，而随着电磁学理论的不断完善 以及电子器件性能的不断提升，同时电子元件的价格也日趋低廉，目前采用电磁类主动悬架 已成为许多学者研究的热点。相比与其他悬架，电磁直线作动器具有结构简单、响应快速及 控制精度高等诸多优点。与此同时，电磁主动悬架还具有将能量回收的能力。这对于当前社 会对于节能减排的要求是十分符合的。 

由于蓄电池的功率密度和能量密度低下,以蓄电池作为电源的纯电动汽车,动力性受到极 大的限制，续驶里程也不高。因此，将超级电容引入到电动汽车的储能系统中, 利用超级电 容功率密度高的特性来弥补蓄电池的不足，构建超级电容—蓄电池复合电源系统，可以明显 改善动力性，延长续航里程。 

1。2 国内外研究现状

1。3 课题研究目的和主要内容

当前，空气和液压作动器在很多方面都存在很多问题，如结构复杂、泄露密封、重量和 成本高及安全可靠性等;相比之下，电磁直线作动器具有结构简单、响应快速及控制精度高等 诸多优点。只有蓄电池的储能系统有着续航里程短、充电时间长的缺点，采用蓄电池—超级 电容混合储能系统既能发挥超级电容器功率密度大、寿命长的特性，也能兼顾蓄电池能量密 度大的特点，优化蓄电池放电过程，延长蓄电池的使用寿命。 

研究主动悬架用作动器的结构与工作原理，对于作动器建立物理模型，使用 ANSYS 软件 进行仿真，结合后续设计的充电电路进一步分析其发电特性。比较不同的控制方案，选择了

蓄电池、超级电容、功率变换电路的复合储能系统。最后完成电路各部分的具体设计，包括 电路结构及具体参数。 

2 电磁直线作动器的结构与发电特性的测量

电磁直线作动器的结构直线电机相类似，如图 2。1，直线电机是从旋转电机演变过来 的，直线电机相当于将一台旋转电机沿径向剖开，然后把定子磁场按圆周展开成直线。图 a 表示了一台旋转电机的模型，它的定子与转子所构成的磁场极性分布情况；图 b 为将旋转电 机径向剖开并展开成直线的转变为扁平型直线电机后，初级与次级绕组组成的极性分布情 况；如图 c 所示，圆筒型直线电机如图，是将扁平型直线电机的初级沿着和直线运动相垂直 的方向卷接成筒形。