汽車電磁主動懸架研究與發展趨勢探析

高藝鵬

摘 要：在當今汽車技術發展領域，電磁主動懸架技術占據著重要位置。因此我國的汽車生產企業與研究部門在吸取國外技術經驗的基礎上，開展了這一技術專項研究。此次研究的主要內容包括了電磁主動懸架技術的主要類型、技術研究中遇到的主要問題以及技術發展趨勢，進而為我國汽車生產技術發展提供理論支持。

關鍵詞：電磁主動懸架;類型;發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.028

隨著我國汽車產業的不斷發展，大量的新型汽車制造技術在我國汽車生產企業得到了廣泛應用。其中汽車電磁主動懸架技術就是當前一項較為先進的汽車制造技術。這一技術的應用對于提高汽車應對路面情況反應速度，進而提高汽車穩定性，特別是車體高速駕駛情況下的穩定性起到了重要作用。因此研究者根據電磁主動懸架技術特征開展了相關技術與未來發展趨勢研究。

1 汽車電磁主動懸架技術的主要類型

在當前的汽車電磁主動懸架技術應用中，其主要技術類型包括了滾珠絲桿、感應直線電機以及永磁直線電機三種主要類型。

1.1 滾珠絲桿式電磁主動懸架技術

滾珠絲桿式技術在實際應用是由旋轉式電機和旋轉直線轉換機構組合技術發展而成。其原理是利用傳動裝將電機運行產生的旋轉運動轉換為直線運動，實現汽車運行中主動懸架控制要求。在實際的應用中，這一技術的主要特點包括了以下幾點：一是運行中的推力體積大;二是系統的傳動效率較高，同時具有較強的過載能力強;三是系統運行的動態響應好。但是在實際的應用中，這一技術也存在一定缺陷。如因為結構問題造成系統摩擦阻尼影較大，進而影響了懸架作動器運行效率。為此研究者將系統結構優化，進而提高設備運行效率作為滾珠絲桿式主動懸架重點研究內容。

1.2 感應直線電機式電磁主動懸架技術

感應直線電機是直線電機在汽車控制技術中的主要應用，也是當前較為常見的電磁主動懸架技術類型。在實際應用中，這一技術的特點主要包括了以下幾點：一是能量消耗較低。由于采用了車彈簧并聯的高效連接方式，因此這類懸架結構可以有效的減小車輛運行中的能量消耗。二是推力體積比較大，同時結構間不存在接觸摩擦。三是懸架內部結構簡單，易于生產、安裝、維修等工作的開展。四是這類結構響應快速，進一步提高了汽車行駛中的穩定性。但是這一技術在運行中也存在運行中易產生高溫現象的問題。因此如何在保障作動器推力的情況下，確保電機系統溫度也就成了當前技術研究的重要內容。

1.3 永磁直線電機式電磁主動懸架技術

永磁直線電機主要結構直線電機基本相同，也是直線電機的一種發展趨勢。這一技術在實際的應用中具有以下的幾個特點：一是系統運行中具有較高的可控性。二是系統運行中兼具了感應直線電機優勢特征，且在高推力體積比與消除了滑移率方面有著更好的技術優勢。但是需要我們注意的是永磁體材料自身就存在內部結構不穩定、磁后效等等技術問題，因此這一技術應用的穩定性也是我們必須面對的技術性問題。

2 當前電磁主動懸架應用遇到的主要問題研究

在電磁主動懸架技術應用中，如何保證懸架系統工作必須的持續供電，進而確保系統運行穩定是當前技術研究中遇到的主要問題。為解決這一問題，研究者根據電磁主動懸架技術的主要原理開展了針對性的技術研究。其研究的核心內容在于系統作動器技術發展，是其在通電情況下可以為系統提供可控推力，而在斷電情況轉化為發電機，為系統蓄電池充電能儲存，進而減少懸架系統中的能量消耗。為實現這一技術，技術研究者根據不同的懸架技術類型開展了針對性的技術研究。其中感應直線電機技術由于其磁場技術特殊性，無法實現作動器能量回收技術的實現。因此降低懸架能耗研究的重點集中在其他兩種懸架技術形式上。

2.1 滾珠絲桿式懸架能耗降低研究

為了滾珠絲桿式電磁主動懸架運行中的能源消耗，技術研究者對懸架系統能量控制設備開展了技術研究，研究的內容主要包括了電磁作動器能量消耗及相關回收公式的重新推導，并根據推導出的數據分析結果對能耗系統進行了重新設計。之后技術人員利用1/4懸架臺架試驗臺對新設計的作動器以及能耗系統進行了實驗。實驗結果顯示新的懸架能源系統總耗能為-15.3W，且新設計的作動器能量回收系統實現了能源自供應要求，確保了系統運行中的節約能源要求。

2.2 永磁直線電機式懸架能耗降低研究

在這類系統能源回收研究中，技術人員采用了直流直線電機作為懸架系統能量回收裝置。回收技術使用的是雙壓充電電路對技術。通過 1/4 懸架試驗臺試驗顯示，采用這一技術后，系統運行中能源回收效果極為明顯，進而體現了電磁作動器有著很強的能量回收能力，但是整體減少能源消耗效果低于滾珠絲桿式懸架系統。

2.3 研究結果

在研究中技術人員發現由于滾珠絲桿式結構的能源回收量回收方式更加合理，因此其在運行中可以滿足系統的能源自供應要求。與之相比較永磁直線電機式系統能源回收系統只是降低了系統能耗，無法滿足系統能源的自供應要求，需要研究者做好進一步的技術研究。

3 電磁主動懸架技術發展研究

在當前的汽車電磁主動懸架應用技術研究中，滾珠絲桿和直線電機式技術是當前主要研究內容。這主要是因為這兩項技術具有較為成熟的技術特性。在滾珠絲杠式技術的應用中，其核心內容旋轉電機以及系統控制算法是較為成熟的技術，因此這一技術在生產與使用中具有極強的可靠性與可行性。而隨著直線電機技術的發展，無論是感應還是永磁電機都具備推力面積大、結構簡單、無接觸摩擦、響應快等技術特征，因此也保證了電磁主動懸架應用效果的實現。而在未來的電磁主動懸架技術應用中，提高系統能源回收質量與效率，進而確保系統長時間穩定運行將會成為研究者的主要研究內容。

參考文獻：

[1]彭沖，李連.汽車電磁主動懸架的研究現狀與發展趨勢[J].重型汽車，2018（02）.

[2]段輝.汽車懸架控制方法及研究趨勢[J].汽車與駕駛維修（維修版），2018（05）.