1.1研究背景

100多年的汽车的发展对资源的消耗是巨大的，而地球上的资源是有限的。如不加遏制的发展在未来几十年地球上的能源将消耗殆尽，此时人类正面临着前所未有的危机，这不是个别国家的问题，而是一个国际性的难题。从国家安全方面看，石油资源早已与国家的安全和社会的发展紧密的联系起来了，能源问题已经成为国民经济发展的战略问题，而汽车在我国的发展中扮演着支柱性的角色，从国家发展来看，汽车的发展不容有失。近些年来，欧洲多国陆续宣布全面禁售燃油车的时间表，中国也将在2035年全面停售燃油车，电动化成为未来汽车的发展趋势。在当下的发展中，随着中国全国进入全面小康社会，农村人口在向城市迁移，城市人口在增加。同时，城镇化发展潜力无穷，在巨大的人口基数下，公交车在城市人员出行扮演着重要的角色，公交车也将趋于电动化。电动汽车相比传统燃油车，电池、电机以及电动车特有的传动系统将取代传统燃油车的发动机等相关组件，整个车体的质量，质心的位置等也会发生改变。于是，基于纯电动公交客车整车参数和结构的变化，我们需要匹配与之相适应的悬架系统。

对于纯电动公交客车的悬架系统的设计，要考虑电池、电机以及传动系统的布置形式，避免产生不必要的干涉。同时，还要严格考虑公交车整车质量以及簧载质量的变化，车的悬架的设计参数也要随之改变。本课题，将以纯电动6100BEV公交客车为例进行整车的悬架系统的设计。

1.2国外悬架研究现状

空气弹簧的主要元件之一的空气弹簧诞生于十九世纪中期，最早是用于机械设备的隔振。直到上世纪五十年代，伴随着利用高分子合成物体技术地迅速发展，空气悬架才开始慢慢在汽车领域应用于实际。空气弹簧在不断地发展，应用的范围更加广泛。在此之后，空气悬架的控制方法和策略研究也慢慢成为热点。如G.J.Stein使用了一种控制方法与理论，研究了一种安装了有空气弹簧的座椅的垂直振动响应，并进行了模拟仿真。从20世纪90年代起，交互式CAD/CAE/CAM系统等系列软件如CATIA、ＵＧ开始广泛运用于汽车的设计、分析和加工过程，仿真软件Adams等的发展。空气弹簧的仿真研究成为了很多学者热衷的方面，比如Giuseppe Quaglia、TheoMeller、Takuya Yuasa和AlfHomeyer通过有限元的方法对空气弹簧进行了分析和探讨，并得到很多显著成果。Giuseppe Quaglia等人对加装辅助气室的空气弹簧进行了试验研究和理论分析等。

在空气弹簧不断安装于悬架之上，对于其悬架的研究也渐渐成为了热点。在这个方面，Jon Bunne和Roger Jable开展了空气弹簧作用在车辆转动方面的研究。Hyunsup Kim、Youngil Kim及Hyeongcheol Lee提出了一种具有高度控制功能的非线性滑模控制的空气悬架系统。其控制目标是提高高度控制精度和调节车身高度并控制滚动和俯仰，模拟证实所采用的控制算法是与实际相符的。

对于国外的公交客车来说，在满足载重与刚度的要求下，大客车全部都安装空气悬架，在中型、高级汽车及特种车辆上的使用也越来越广泛。在德国的著名学者耶尔森·赖姆帕尔编著的《汽车悬架》中也含有对各种悬架的详细说明与介绍，悬架一些机构的详细讲解。

1.3国内悬架研究现状

相比于国外的汽车工业发展，中国的汽车工业的发展则晚上许多。我国的汽车发展从第一个五年计划开始，一直到改革开放之后，汽车工业开始了飞速发展。现阶段中国的汽车工业与国外的汽车公司有着密切的合作，虽然汽车产量很庞大，掌握了部分技术，但一些汽车的核心技术仍然空缺。而对于具体的空气弹簧的研究是从1957年开始的，而且只研究了用于车辆上的空气弹簧。郭孔辉院士对空气弹簧的特性进行了初期的探讨，在之后由长春汽车研究所进行研究，并实现了工程应用。到上世纪九十年代，国内相关厂家及院校开始空气弹簧的研发。如钢板弹簧悬架到空气悬架的改型是由同济大学与江淮汽车公司等联合完成；浮动桥空气悬架由重汽集团安装完成。

对于空气弹簧特性的研究，许多学者借助计算机辅助，得到了很多有价值的结论。