如今,能源和环境问题日益突出,电动汽车的发展正受到国内外学者的重视。电动汽车的驱动形式分为集中式驱动和分布式驱动(轮毂电机驱动或轮边电机驱动),与集中电机驱动相比,轮毂电机驱动车辆因省去了变速箱、减速器等部分传动装置,提高了传动效率和空间利用率,更易于实现复杂的运动学和动力学控制。但轮毂电机的安装使得整车非簧载质量增加,引起车辆轮胎接地性和行驶平顺性的恶化。为此,本文以轮毂电机驱动车辆为研究对象,通过优化轮毂电机布置形式,采用混合电磁悬架,解决因非簧载质量增加引起的轮毂电机驱动车辆垂向振动负效应问题,主要研究内容如下:首先,分析轮毂电机对车辆的动力学影响,以抑制车身的垂向振动负效应为宗旨,提出两种轮毂电机布置形式,通过仿真分析两种轮毂电机布置形式的动力学特性,以优化轮胎接地性为目标,选择采用轮毂电机悬置的布置方式,使得轮毂电机等效于动力吸振器,衰减车轮在高频共振区的振动,提高轮胎接地性。其次,以提高车辆行驶平顺性和降低能耗为目标,设计了一种基于电磁悬架的主动控制和半主动控制协调的控制系统,控制系统在半主动控制方式下可提供一定范围内的天棚控制力改善平顺性,但不需要消耗能量;在主动控制方式下,直线电机以电动机形式工作输出天棚控制力抑制车身垂向振动,作用力范围广,但此时需要消耗能量。随后,建立轮毂电机悬置的电磁悬架动力学模型,得到了系统的传递特性以及车身加速度和轮胎动载荷的幅频特性。通过仿真,结果表明,轮毂电机悬置的混合电磁悬架,其垂向动力学性能(行驶平顺性和轮胎接地性)得到了明显改善。另外,对悬架系统的关键参数和轮毂电机悬置结构中弹性元件的刚度-阻尼系数进行了优化,优化后车身和车轮的垂向动态性能都得到了提升。最后,基于dSPACE快速控制原型在随机路面和正弦路面进行1/4电磁悬架台架试验,对电磁悬架系统的动力学性能进行试验研究,试验结果表明采用电磁悬架能在一定程度上改善车辆的行驶平顺性,试验结果与仿真结果一致,验证了天棚控制策略的可行性。研究表明,混合电磁悬架采用轮毂电机悬置的布置方式,使得轮毂电机等效于动力吸振器,分担车身受到的路面垂向激励。定车速20m/s在C级路面上,相比传统式悬,架轮胎动载荷减小13.0%,能抑制车轮垂向振动提高轮胎接地性;设计的基于天棚控制策略的半主动与主动控制相结合的控制系统,车身加速度均方根值减小24.7%,能在改善车辆行驶平顺性的同时减少能耗。