电驱动车轮系统作为一种新兴的电动汽车驱动方式,对电动汽车整车结构的布置与驱动控制系统的优化效果作用显著。同时,电驱动车轮将电机等部件的质量引入簧下质量部分,造成汽车的簧下质量大幅增加,使得整车的行驶安全性能恶化,影响了电动轮驱动技术在电动汽车领域的应用和推广。本文基于目前的电驱动车轮形式,设计了一种全新的簧下质量轻量化电驱动车轮结构,主要研究成果如下:(1)探究了工程常用的轻量化设计方法,选择功能轻量化、材料轻量化与结构轻量化三种方法对电驱动车轮进行簧下质量轻量化设计。根据功能轻量化方法,将悬挂系统与电驱动车轮进行集成化设计,得到一种簧下质量转移结构的悬挂系统集成式电驱动车轮,结构中电机、电机支架、变速传动装置与悬臂的质量完全转换为簧上质量。该设计使电驱动车轮簧下质量由86.7kg减轻至47.5kg,簧下质量减轻比例达45.2%。(2)选择急速冷却工艺技术制造的7005型超高强度铝合金作为轻质替换材料对电驱动车轮进行材料轻量化设计,簧下质量进一步减轻至40.3kg,簧下质量减重比例达53.5%。并通过ANSYS Workbench软件的Design Exploration模块对零部件的部分尺寸进行了优化设计,在簧下质量转移与材料轻量化的基础上使电驱动车轮簧下质量再次降低了0.65kg,尺寸优化后本设计电驱动车轮的簧下质量减轻至39.6kg,减重比例达到54.3%。(3)通过动力学仿真分析方法,验证本设计簧下质量的轻量化设计对整车动力学性能的影响。车轮动位移仿真结果表明当车速达到40km/h以上时,本设计簧下质量轻量化结构电驱动车轮在行驶过程中的车轮动载荷明显减小,车轮的接地性能与行驶平稳性大幅提高,整车的操作稳定性与行驶安全性得到改善。