随着汽车使用的日益普遍化,为满足人们对纯电动汽车乘坐舒适性、安全性和稳定性的要求,以及克服纯电动汽车系统效率低、续航里程短的问题,本文提出一种用于汽车悬架集成高频变压器的圆筒型永磁直线发电机,使该装置兼具变压器和发电机两种功能。根据汽车悬架的振动特性和技术指标,设计一台圆筒型永磁直线发电机。由于发电机经整流后输出的直流电压低,需要提高输出电压等级,进而要加入电力电子器件以及高频变压器装置。针对汽车悬架系统空间有限的问题,提出高频变压器与发电机同铁心的结构。本文的研究工作具体如下:首先,查阅汽车减震器能量捕获、仿真分析和试验研究的相关文献,并查阅国内外对汽车用永磁直线发电机型再生减震器及再生减震器与馈能控制的相关研究文献。其次,针对汽车悬架往复振动特征,设计一台用于汽车悬架的圆筒型永磁直线发电机。先对其基本结构及工作原理进行介绍,再将旋转电机的主要尺寸关系式进行推导,以求得圆筒型直线发电机的设计公式,并根据主要技术参数计算该电机主要尺寸。对比三种充磁结构,在综合考虑电机的性能、制作工艺和成本因素的基础上,确定永磁体选用的充磁结构。然后,分析该发电机定位力的产生原理,分别推导其齿槽力和端部力的表达式,对比分析不同极槽配合对齿槽力的影响,以及不同初级长度下发电机的端部力大小,然后利用有限元法分析不同定子齿宽、极弧系数对圆筒型永磁直线发电机定位力的影响,进而实现对发电机定位力的优化,探究不同绕组相数时发电机的输出电压,通过Ansoft仿真软件对优化后的发电机进行建模仿真。最后,详细介绍复合变压器的圆筒型永磁直线发电机的基本结构和工作原理,通过变压器线圈与发电机绕组线圈垂直放置来减小电磁耦合的方式,对固态变压器的高频变压器绕组部分进行设计。最终,将高频变压器与发电机共用同一铁心,对比分析初级定子铁心开变压器槽后,变压器绕组通电与否对发电机输出电压的影响。并添加复合变压器的圆筒型永磁直线发电机的外电路,运用Simplorer和Maxwell进行联合仿真分析,验证所设计复合变压器的圆筒型永磁直线发电机的有效性。