面向新一代车轮驱动纯电动汽车的技术发展需要,为克服电机增加了悬架的非簧载质量对车辆平顺性和操纵稳定性造成的不良影响,本文提出了一种馈能型直线电机式混合悬架系统。混合悬架兼具主动减振和馈能功能,对其关键部件的结构、参数及其主动减振控制理论与方法开展研究,能够适用于新的应用对象,设计合理的混合悬架结构方案,为混合悬架技术的应用提供新的发展方向。同时研究混合悬架直线电机式作动器的工作特性、控制方法及功能实现条件,对提高悬架的综合性能有重要意义。本文对混合悬架开展的研究工作具体如下:首先,提出圆筒型永磁同步直线电机(Tubular Permanent-magnet Linear Synchronous Motor,TPMLSM)、弹簧、小阻尼减振器一体化的结构构型。考虑电动轮非簧载质量的增加对车辆运动稳定性的不良影响,结合悬架动力学和运动学研究方法,开展关键部件的参数计算、支撑结构硬点优化设计和DOE(Design of Experiments)仿真试验,分析减振性能和运动特性改善的方法,快速设计合理的混合悬架系统。其次,针对1/4车混合悬架振动模型进行悬架动力学研究,设计LQG(Linear Quadratic Gussian)控制器,验证混合悬架能有效提高悬架的综合减振性能。通过分析悬架的工作特性,确定电机的设计目标以及主动减振/馈能工作模式的切换策略。研究混合悬架核心部件的设计指标,进行8极9槽TPMLSM作动器的本体和电磁结构设计及优化,通过有限元法进行电磁仿真,验证电机能否满足作动器的功能需求。分析得到直线电机推力波动的影响因素为齿槽力和端部力,分别与初级轴向长度和端部齿高尺寸相关,通过对这两个参数进行优化,研究参数值与推力波动之间的对应关系,分析仿真结果提出有效降低推力波动的措施,保证作动器的工作性能。最后,开展混合悬架系统整体仿真及主动减振和馈能功能分析,通过建立电机的数学模型,研究推力控制的两种方法:FOC(矢量控制)和DTC(直接转矩控制),确定FOC相对于DTC有更快的响应速度。通过悬架、电机、控制方法和馈能回路的仿真试验,验证TPMLSM控制方法对提高悬架综合性能的有效性,并对混合悬架的馈能效率进行了评价,确定方案可行。通过研究混合悬架馈能机理,为研究作动器的电磁设计及混合悬架主动减振功能前提下馈能功能的实现条件提供理论依据。