自全世界第一辆汽油内燃机汽车发明以来，汽车行业发展脚步便没有停下。总体来说，世界汽车发展经历了四个阶段。第一阶段：汽车发明实验阶段。第二阶段：汽车技术完善阶段。第三阶段：汽车工业迅速发展阶段。第四阶段：去车高科技广泛应用阶段。在这四个阶段内，各大汽车公司相继成立完成兼并重组，汽车产量不断趋于稳定，各种新式技术逐步出现，乘车体验向着高速、方便、舒适的方向不断发展。
现如今随着环保和节能的呼声越来越高，新能源汽车逐渐受到了各国汽车企业的高度重视，同时也受到的大众的喜爱。新能源汽车的动力系统发展可以分为三个阶段，第一代中央电机集中驱动，第二代轮边电机驱动，第三代轮毂电机驱动。相较与前两代技术，轮毂电机驱动可以有效的解决电动汽车成本、耗能等问题。轮毂电机驱动的电动汽车折叠省略了大量的传动部分，简化了汽车结构，同时由于其四轮独立驱动的特性，可以满足驾驶员的各种驱动模式的需求。但美中不足的是传统结构的悬架与轮毂电机的匹配程度并不高，在车辆行驶中悬架会与轮毂电机发生干涉从而影响车辆的平顺性与操纵稳定性。应此对传统内燃机汽车的悬架进行优化和结构改进，在悬架结构改变不大的前提下满足轮毂电机的安装要求避免干涉，提高乘车人员的舒适度以及提高品牌竞争力起着至关重要的作用。
一、国内研究概况随着汽车工业的迅速发展，车辆对于悬架的要求也越来越高。对此，国内有部分学者基于ADAMS对汽车的悬架系统进行了分析与优化，同时也针对电动汽车的实际需求对传统结构的悬架进行了改进。如莫家奇根据SUV车型数据在ADAMS中建立了前后悬架多体动力学模型，对比了前后悬架纯刚体与刚柔耦合建模的差别，随后利用该模型分析了多连杆悬架硬点及衬套刚度对前束角、外倾角等参数的影响。并在此基础上建立整车多体动力学模型，在验证了模型准确性后，对试验车以较高车速通过单侧坑洼路面时横摆响应出现异常的问题进行分析，以抑制车身横摆角速度为目标，分析了车轮定位参数、悬架硬点、弹簧刚度等悬架结构参数[[1]]。悬架中的主动悬架可以通过对弹簧刚度和阻尼特性的调节，对汽车不同工况下的平顺性和操纵稳定性进行协调，能够有效的提升汽车的行驶性能，如曾亮铭就针对汽车的行驶工况以及空气弹簧和减震器特性，设计空气弹簧和减震器的控制模式。随后根据主动悬架整车动力学模型，基于悬架系统对汽车平顺性和操纵稳定性的影响，建立了电控空气悬架的综合评价指标。最后建立了基于PID控制和模糊控制相结合的整车平顺性和操纵稳定性协调控制方法，从而改善了汽车的平顺性和转弯时的操纵稳定性[[2]]。廖抒华、曹珏、钟金志认为多体系统动力学软件被广泛应用的情况下，提高模型的精度对于开发研究具有重要意义。三坐标测量设备以及供应商提供的试验数据或多或少存在误差，它们会对模型精度产生一定的影响。所以他们通过Adams/insight模块对悬架的硬点位置和衬套刚度在误差范围内进行了优化，利用insight模块对硬点坐标、衬套刚度进行灵敏度分析，进行有针对性的调整，从而提高了仿真模型和实际车辆数据的吻合度[[3]]。邓志君等人根据轮毂电机驱动的汽车的需求，设计了一种四轮独立转向、驱动的双横臂、扭杆弹簧结构的电动汽车悬架。在ADAMS软件中建立参数模型并以车轮定位参数和侧倾中心为定位参数进行优化设计，使得样机符合设计要求[[4]]。张军认为悬架及转向系的优化设计是底盘开发中的一个重要环节，因此他运用ADAMS和Hyperworks软件建立了前后悬架等子系统模型并进行装配，在建立了整车刚柔耦合模型并验证了准确性后，利用ADAMS软件对前麦弗逊悬架和转向系分别进行灵敏度分析，确定目标参数。以硬点坐标作为设计变量对前悬架及转向系进行优化设计，最终对后悬架扭力梁和横向稳定杆进行了柔滑处理[[5]]。黄文涛、高群认为一个好的车轮跳动和车轮定位的关系悬架运动学性能的提高是有帮助的，它不仅可以增加车辆的操纵稳定性和平顺性，同时也能减少轮胎的磨损速度。他们以麦弗逊前悬架作为研究对象，通过ADAMS进行仿真建模，进行了平行轮跳仿真试验，分析了其定位参数的变化范围，针对前束角和外倾角变化范围过大的问题，以摆臂的前点、后点、外点及减震器上顶点的坐标为设计变量，进行了悬架硬点优化设计，减小了车轮跳动过程中各悬架参数的变化量，使得优化后的悬架在保证运动特性的同时，减缓了轮胎的磨损，动力学性能得到明显的提升[[6]]。王林林针对皮卡车辆在高速直线行驶时方向稳定性差的问题，在ADAMS中建立了前悬架双横臂式独立悬架以及整车模型，验证了模型准确性后，基于整车操纵稳定性仿真及前悬架K特性仿真分析，对影响操纵稳定性较大的硬点坐标进行优化，改善了皮卡车辆的操纵稳定性[[7]]。王东良等人针对轮毂电机驱动电动汽车的悬架结构需求在ADAMS/view中建立了一种新型的双横臂式悬架模型。根据仿真结果以轮胎磨损量最小为优化目标，对新型双横臂式悬架模型进行了结构优化，使得优化后的悬架符合设计要求[[8]]。在用车辆模拟实际驾驶条件下车辆性能的仿真分析中，如何获取车辆行驶时的各种信息，准确的反映实际路面，建立合理的路面输入模型，在软件中真实的再现三维虚拟道路模型就成为了仿真分析的关键，为此陆建辉提出了一种面向应用的悬架运动学分析系统的构建方法，集悬架设计、仿真分析、结构参数优化功能为一体，对悬架理论和知识向应用的转化和融合起到了帮助[[9]]。刘鹏以ADAMS中所建立的双横臂悬架简化仿真模型为基础，对其进行了平行轮跳仿真试验，针对不符合设计要求的定位参数进行优化，使得仿真模型的运动学参数与目标车一致[[10]]。史天泽根据轮毂电机驱动汽车的需求，设计了一种新型的双横臂悬架结构和转向系统。对它们进行了仿真优化，优化了车轮定位参数并解决了相关运动干涉的问题，使得设计结果满足车辆的各项需求[[11]]。明守政等人建立了自然坐标系下的轮毂电机驱动电动车整车动力学模型，对变速或转向过程中可能存在的变化情况进行了模拟，并指出，在变速或转向工况下，各电机的输出转矩会发生较大差异，需要在设计中对电机转矩控制给予充分虑，以提高整车性能[12][12]。 张利鹏，李亮等指出分布式轮毂电机驱动车辆每个驱动车轮的动力系统都可以单独控制，可以对底盘动力学性能提供更为精确的控制。利用这一优势，提出了一种运用于轮毂电机驱动电动车的驱动防滑控制策略。将电动机输出转矩、电机转速反馈值、地面驱动力与目标滑动率进行分析，根据反馈结果调节电机输出达到驱动防滑的目标[13][13]。
二、国外研究概况
国外对于轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统的研究开始的比较早，对于悬架的研究也日趋成熟。悬架的性能在很大程度上取决于悬架的结构参数，同时前悬架的导向机构布置决定了方向盘定位参数对于悬架系统也是很重要的，所以ZHANG J M，PEI J，ZHANG J H研究了双横臂前悬架结构参数与方向盘定位参数之间的几何关系，利用ADAMS软件建立了双横臂悬架转向系统动力学模型，分析了前悬架导向机构的结构参数与方向盘定位参数之间的关系，以前束角和外倾角为优化目标，对前悬架导向机构进行了优化，使前轮定位参数得到了很大的改善[14][14]。Kiyotaka Kawashima和Toshiyuki Uchida 等人对轮毂电机驱动车辆的侧倾稳定性进行了研究。实验和仿真结果表明，利用轮毂电机驱动技术的优势，建立车辆二自由度控制器模型，实现左右车轮转矩的独立控制，提高了侧向稳定系统的鲁棒性，同时有效地降低了侧倾率和侧倾角[15][15]。MohamedF Aly，Ashraf ONassef等人建立了小型货车的四分之一模型，创建路面模型，变化悬架的弹簧刚度以及阻尼特性，以驾驶员座椅处的垂向振动加速度、车轮跳动量为优化目标，针对遗传算法容易陷于局部最优解的问题，利用改进的遗传算法进行多目标优化[16][16]。Wongkun kim等人基于最优控制理论研究出了一种用于八轮独立驱动的边轮驱动电动汽车转矩分配策略，同时对轮毂电机的散热性能做了相关的研究[17][17][18][18]。
参考文献：
[1]莫家奇.多连杆悬架结构参数对整车操纵稳定性的影响分析[D].合肥:合肥工业大学,2016.
[2]曾亮铭.基于主动悬架的汽车平顺性与操纵稳定性协调控制[D].长沙:湖南大学,2017.
[3]廖抒华,曹珏,钟金志. ADAMS 悬架模型精度提高的一种方法[J].汽车实用技术,2016（2）:33-35.
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