电磁直线驱动装置是车用机械式自动变速器（Automated Mechanical Transmission,AMT）选换挡驱动的核心部件,其力最大波动率高低和性能优劣直接影响到汽车变速系统的控制和鲁棒性。因此研究AMT用电磁直线驱动装置的关键核心技术,是新能源汽车动力传动发展的重要关注点,对新能源汽车技术的进步具有战略意义。本文以动圈式电磁直线驱动装置为研究对象,在满足换挡力要求和体积限制的前提下,提出了永磁体结构创新设计方案,重点研究了驱动装置的力波动机理。通过理论分析、模型搭建、仿真研究、样机试验相结合的方法,完成了一种高力密度与低力波动率的新型动圈式电磁直线驱动装置,并分析了静态特性、动态特性及热特性等性能。具体的研究内容如下:（1）深入研究了电磁直线驱动装置运行机理、磁路和推力特性。分析了Halbach阵列应用于驱动装置的优势,明确了驱动装置力最大波动率的影响因素,搭建了数学模型及电磁场模型,借助电磁场有限元分析和结构参数归一化方法,探究了驱动装置关键参数变量对电磁特性、力常数及力波动规律的影响,在不考虑其他输出性能的条件下,力最大波动率最小值时各参数变量线径比、轴径比、磁系数分别取值为m=1.77、n=1、w=0.44。（2）设计了电磁直线驱动装置力波动率方案。基于驱动装置动圈参数研究分析,提出了永磁体径向、轴向设计的梯型、弧型和凸型的设计方案,仿真分析了各结构方案下的磁通密度分布规律和推力特性,尤其是力最大波动率规律的探究。仿真结果显示,永磁体径向设计与轴向设计相比,前者力常数有所减小,而力波动率明显减小;梯型、弧型和凸型三种径向设计类型中,力常数相差较小,而凸型磁体结构力波动率最小。当激励电流为30A时,径向凸型磁体结构的推力峰值及力最大波动率分别为1175.4N和10.68%,与矩形磁体结构相比分别提高了4.6%和降低了10.5%,成为最终的磁体结构选择方案。（3）实现了电磁直线驱动装置结构参数的多目标优化研究。基于多目标遗传算法对径向凸型驱动装置进行多目标优化,以满足AMT换挡对设计的要求。通过优化提高驱动装置推力峰值和力密度,降低力波动率及体积。多目标优化结果:当驱动装置激励电流为30A时,推力峰值为1163.9N,推力最小值为1049.7N,力最大波动率9.82%,高度106mm,直径为100mm,力密度为1.40×106(N·m-3)。研制样机并与上一代样机的对比,力波动率及体积显著减小,力密度增大。最后搭建试验台,实现对静态、动态特性的验证分析。（4）分析了电磁直线驱动装置双向热特性变化规律。建立了驱动装置电磁-机械-温度多物理场耦合模型,分析验证了损耗分布规律,实现了对驱动装置热源及其对驱动装置性能影响的研究。在此基础上,进一步探究了在连续工作和短时工作模式下的动态热特性变化,对电磁及推力性能的影响。最后开展热测试试验,验证了样机的热特性仿真结果的准确性及研究方法的正确性。结果表明,随着驱动装置温度的增加,推力明显下降。室温下,当永磁体温升100℃变化时,推力峰值为1041.0N,平均推力为997.3N,力波动为109.1N,力最大波动率为10.48%,与不考虑温升情况相比,推力峰值下降10.6%,平均推力下降10.8%,力最大波动率上升6.7%。