刘明春,刘铠睿,史鸿枫

(南昌大学机电工程学院，江西 南昌 330031)

“十二五”期间，我国电动汽车技术取得了长足的发展。国家“十三五”规划纲要指出“将发展电动汽车产业化作为工作重点之一”。将轮毂电机安装于车轮内部的电动轮驱动系统在发挥动力学控制潜能、简化底盘结构、提高驱动效率、增强驱动系统冗余度和可靠性等方面有显著的优势[1-2]，电动轮驱动车辆是研究车辆动力学控制潜能和智能化的理想载体，被认为是下一代电动汽车的重要发展方向之一。

然而，电动轮系统显著增加了车辆簧下质量，带来车辆垂向振动特性不佳、行驶平顺性恶化、轮毂电机垂向冲击力较大等垂向负效应[3-5]，这在很大程度上限制了电动轮驱动系统的应用和发展。针对电动轮的结构集成和振动优化问题，国内外的研究主要集中在电机轻量化设计、簧下质量转移和振动传递路径优化等方面。电机轻量化设计方面，可采用尺寸优化、高功率密度的新型材料及结构优化等方法实现轻量化。文献[6]以电机的最大效率和最小质量为优化目标，利用尺寸优化设计对外转子表面安装的永磁电机进行优化，以寻找最优的设计几何形状，并对优化前后的性能进行对比分析，验证优化的有效性。文献[7]采用新型稀土材料钕铁硼设计了具有较高的功率密度、输出转矩以及较宽的调速范围的盘式无铁心永磁轮毂电机。轴向磁通电机具有高转矩密度、高功率密度和降低齿槽效应[8-9]，可满足电动汽车应用的大部分电气要求和物理限制，此外，它与经典汽车轮圈的形状和尺寸自然匹配，因此可以很容易地应用到电动车轮上。……