智慧科技

基于多体动力学的电动汽车悬架系统优化设计研究

孔 华鲁

天津远程新能源商用车有限公司

DOI: https://doi.org/10.59429/zhkj.v2i3.11234

Keywords: 数控加工；校企合作；现场工程师；人才培养

---

Abstract

在全球环保意识不断增强以及能源危机日益凸显的大背景下，电动汽车产业迎来了迅猛发展的黄金时期。相 较于传统燃油汽车，电动汽车具有零排放、低噪音等诸多显著优势，逐渐成为汽车市场的主流发展方向。在这样的 发展态势下，消费者对于电动汽车的要求不再仅仅局限于基本的行驶功能，车辆的舒适性与操控性成为了整车性能 优化的重要研究方向。良好的舒适性能够为驾乘人员提供更加愉悦的出行体验，而出色的操控性则可以保障车辆在 各种路况下的稳定行驶，提高行车安全性。 　　悬架系统在电动汽车中扮演着至关 重要的角色，它是电动汽车动力传递与振动控制的关键部件。从动力传递的 角度来看，悬架系统能够将发动机产生的动力平稳地传递到车轮，使车辆能够按照驾驶员的意图行驶。在振动控制 方面，它可以有效地过滤路面不平带来的振动和冲击，减少对车身的影响。因此，悬架系统性能的优劣直接关系到 整车的安全性与驾驶体验。如果悬架系统性能不佳，可能会导致车辆在行驶过程中出现颠簸、晃动等问题，不仅会 降低乘坐的舒适性，还可能影响车辆的操控稳定性，甚至危及行车安全。 　　本文选取某型号电动汽车作为具体的研究对象，旨在深入探究该车型悬架系统的性能优化问题。基于多体动力 学理论，构建了整车悬架系统动力学模型。多体动力学理论是研究多个相互连接的物体在力的作用下运动规律的学 科，通过该理论可以准确地描述悬架系统中各个部件之间的相互作用和运动关系。利用 ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件进行建模与仿真，ADAMS 软件是一款专业的机械系统动力学仿真软件，具有强 大的建模和分析功能。通过在该软件中建立悬架系统的虚拟模型，并对其进行各种工况的仿真分析，可以得到悬架 系统在不同条件下的性能参数。 　　为了进一步优化悬架系统的性能，本文结合 DOE（Design of Experiments）试验设计与多目标优化方法。DOE 试验设计是一种科学的试验方法，通过合理安排试验因素和水平，可以在较少的试验次数下获得全面的试验信息。 多目标优化方法则是在考虑多个性能指标的情况下，寻找最优的设计方案。通过这两种方法的结合，对悬架系统的 关键参数进行了灵敏度分析与优化设计。灵敏度分析可以确定各个参数对悬架系统性能的影响程度，从而找出影响 较大的关键参数进行重点优化。 　　研究结果显示，通过合理调整悬架结构参数，如弹簧刚度、阻尼系数等，可以显著提升整车的垂向舒适性与横 向稳定性。在垂向舒适性方面，优化后的悬架系统能够更好地过滤路面颠簸，减少车身的垂直振动，使驾乘人员感 受到更加平稳的行驶体验。在横向稳定性方面，调整后的悬架系统可以提高车辆在转弯等情况下的抗侧倾能力，增 强车辆的操控稳定性。本文的研究成果为电动汽车悬架系统的性能优化提供了重要的理论基础与实践参考，有助于 推动电动汽车悬架技术的发展，提高电动汽车的整体性能。

---

References

[1] 高志刚，刘永生 . 汽车悬架系统动力学建模与仿真[M]. 北京：机械工业出版社，2020.

[2] 徐伟，孙震 . 基于多体系统动力学的汽车悬架建模研究[J]. 汽车工程，2022, 44(5): 541-548.

[3] 刘明 . 电动汽车悬架参数优化设计研究[J]. 汽车实用技术，2021(9): 112-116.

[4]ADAMS 官方文档：https://www.mscsoftware.com/product/adams.

[5] 李强，陈志辉 . 多目标遗传算法在汽车优化设计中的应用[J]. 机械设计与研究，2019, 35(1): 88-92.