汽車懸架新能源車&國(guó)產(chǎn)替代推動(dòng)搭載門檻下探

• 陳博 2023年10月26日 來(lái)源：中研網(wǎng) 1283 84
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從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，空氣懸架進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，目前在歐洲、北美和亞洲發(fā)達(dá)國(guó)家，高速客車、豪華大巴上空氣懸架已成為標(biāo)準(zhǔn)配置，重型載貨車的空氣懸架裝載率已達(dá)80%以上，而部分小型高級(jí)轎車和運(yùn)動(dòng)型多用途車上也都提供可選配的ECAS系統(tǒng)。由于空氣懸架能夠顯著提升駕乘

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一、工作原理：傳感器識(shí)別→ECU控制→空簧減振器總成調(diào)節(jié)

首先，由主要分布于車身前端的各類傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車身的速度、加速度、高度等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并識(shí)別潛在的路面沖擊(在具備高階環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)的主動(dòng)懸架配置下才可實(shí)現(xiàn)，半主動(dòng)懸架主要根據(jù)輸入指令進(jìn)行調(diào)整)，通過(guò)網(wǎng)路傳輸至控制單元。其次，ECU接受各類信號(hào)后，結(jié)合車輛載荷、系統(tǒng)預(yù)設(shè)及駕駛員需求后確認(rèn)對(duì)應(yīng)工況下最優(yōu)的底盤狀態(tài)，并將指令傳輸至各執(zhí)行單元。最后，根據(jù)ECU發(fā)出的指令，由氣源裝置提供空氣源，通過(guò)分配閥對(duì)空簧氣囊進(jìn)行充放氣操作，進(jìn)而自適應(yīng)調(diào)節(jié)車身高度，同時(shí)配合調(diào)節(jié)減振器的阻尼系數(shù)，對(duì)懸架高度、剛度和阻尼進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合調(diào)整，以保證車輛舒適性、能耗經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、便利性和操穩(wěn)性，全面提升駕乘品質(zhì)。

與傳統(tǒng)懸架工作原理相一致的是，空氣彈簧與CDC減振器之間也是相輔相成的關(guān)系，空氣彈簧能夠通過(guò)簧內(nèi)氣壓變化來(lái)改變車身的高度以及彈簧剛度，CDC減振器可以通過(guò)阻尼系數(shù)的連續(xù)變化來(lái)調(diào)節(jié)懸架軟硬，兩者共同作用則能夠提升駕乘的舒適性和操控性。在車輛高速行駛時(shí)，氣囊氣壓較大且阻尼增大，懸架變硬，以提高車身操縱性;而長(zhǎng)時(shí)間低速行駛時(shí)，ECU會(huì)識(shí)別為正在經(jīng)過(guò)顛簸路面，通過(guò)減小氣囊氣壓并調(diào)節(jié)阻尼，使懸架變軟來(lái)提高減振舒適性。比傳統(tǒng)懸架更進(jìn)一步的是，空懸系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)底盤離地距離，在高速行駛時(shí)車身高度自動(dòng)降低，以提高貼地性能，確保良好的高速行駛穩(wěn)定性并降低風(fēng)阻和油耗，而在慢速通過(guò)顛簸路面時(shí)底盤則會(huì)自動(dòng)升高，以提高通過(guò)性能。

二、優(yōu)劣勢(shì)分析：高配置及維修成本帶來(lái)的舒適性、操控性與通過(guò)性

空氣懸架的彈性特性具有非線性、自適應(yīng)的特點(diǎn)，可使汽車簧載質(zhì)量的偏頻在負(fù)載變化時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定，具有質(zhì)量輕、內(nèi)摩擦小、隔振消聲特性好等優(yōu)勢(shì)，搭載空氣懸架系統(tǒng)的汽車在運(yùn)行中能獲得良好的平順性和道路友好性。

1)懸架軟硬可調(diào)節(jié)，平衡操穩(wěn)性與平順性

通過(guò)接收來(lái)自傳感器、CAN以及駕駛員輸入信息，ECU能夠進(jìn)行綜合處理并輸出指令，調(diào)節(jié)空簧氣囊的氣體量及氣壓以改變彈簧剛度，同時(shí)輔以減振器阻尼系數(shù)的調(diào)整，利用二者配合來(lái)實(shí)現(xiàn)懸架硬度的切換，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景下操穩(wěn)性與平順性的平衡。

2)利用氣體壓縮性，隔振效果與承載能力更好

空氣彈簧內(nèi)部的氣體具有可壓縮性，對(duì)應(yīng)的隔振效果就會(huì)比傳統(tǒng)鋼制彈簧更佳，在遇到不平路面沖擊時(shí)，很多細(xì)小震動(dòng)不易傳遞到車內(nèi)，從而可以提升整車的舒適性。對(duì)于重型車輛而言，空氣彈簧還能夠有效控制車輪動(dòng)載，具有道路友好性。

3)車身高度能變化，有助于提升通過(guò)性與經(jīng)濟(jì)性

空氣彈簧氣缸內(nèi)的充放氣過(guò)程還能夠?qū)椈尚谐毯烷L(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，從而自適應(yīng)調(diào)節(jié)車身離地高度。在顛簸路況下，抬高底盤能夠防止刮蹭，提高道路通過(guò)性;在平順路況下，調(diào)低底盤能夠降低風(fēng)阻，輔以空氣彈簧自身的輕量化，降低能耗，使得電動(dòng)車能夠擁有更高的續(xù)航里程，提升整體經(jīng)濟(jì)性?？諝鈶壹苣軌驇?lái)駕乘體驗(yàn)的升級(jí)，但與之對(duì)應(yīng)的就是更加高昂的配置成本與后續(xù)保養(yǎng)維修費(fèi)用：一方面，空懸系統(tǒng)與傳統(tǒng)懸架相比多出了氣源裝置、傳感器、控制單元、管路等部件，加上空氣彈簧本身價(jià)值量的提升，目前整套空氣懸架總單車價(jià)值量在1.1-1.6萬(wàn)元左右，是傳統(tǒng)鋼制懸架的數(shù)倍，預(yù)計(jì)在未來(lái)國(guó)產(chǎn)化空氣懸架整體價(jià)格將控制在8000元以內(nèi)。另一方面，由于空氣懸架中各部件的精密復(fù)雜程度高，因此在實(shí)際運(yùn)用中損壞的概率更大，對(duì)應(yīng)的維修成本更高。例如空氣彈簧所用的橡膠由于長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，耐磨損和抗老化能力相對(duì)較弱，若彈性元件損壞整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)失效，因此乘用車空氣彈簧的維保相對(duì)鋼制彈簧而言更短。

三、搭載車型演化：新能源車&國(guó)產(chǎn)替代推動(dòng)搭載門檻下探

從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，空氣懸架進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，目前在歐洲、北美和亞洲發(fā)達(dá)國(guó)家，高速客車、豪華大巴上空氣懸架已成為標(biāo)準(zhǔn)配置，重型載貨車的空氣懸架裝載率已達(dá)80%以上，而部分小型高級(jí)轎車和運(yùn)動(dòng)型多用途車上也都提供可選配的ECAS系統(tǒng)。由于空氣懸架能夠顯著提升駕乘體驗(yàn)，因此在追求多場(chǎng)景運(yùn)用和乘坐舒適性的趨勢(shì)下，空氣懸架逐步向乘用車進(jìn)行推廣普及;但由于空懸系統(tǒng)的原裝、維修成本較高，且關(guān)鍵技術(shù)由外資壟斷，因此早期僅主要在保時(shí)捷、BBA、沃爾沃等進(jìn)口豪華車上進(jìn)行配置，對(duì)應(yīng)單車售價(jià)往往不低于70萬(wàn)元。我國(guó)的空氣懸架產(chǎn)業(yè)發(fā)展遲于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，目前已掌握從零部件到系統(tǒng)的集成配套能力，但部分核心零部件仍主要依靠外采，本土企業(yè)也在不斷嘗試實(shí)現(xiàn)核心部件國(guó)產(chǎn)替代。雖然從產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，國(guó)產(chǎn)空氣懸架在穩(wěn)定性、疲勞耐久性方面不及進(jìn)口空氣懸架，但隨著核心技術(shù)壁壘的逐步攻破，國(guó)產(chǎn)化替代所帶來(lái)的顯著降本優(yōu)勢(shì)，以及主機(jī)廠全棧自研或與供應(yīng)商的合作研發(fā)將有利于空氣懸架在乘用車領(lǐng)域的進(jìn)一步滲透。目前，圍繞續(xù)航里程、智能化體驗(yàn)、駕乘舒適性等多角度展開(kāi)的新能源車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已愈發(fā)激烈，以造車新勢(shì)力為代表的自主品牌車企為搶占高端市場(chǎng)份額，在強(qiáng)調(diào)為消費(fèi)者提供更優(yōu)質(zhì)駕乘體驗(yàn)的前提下，主推高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)?？諝鈶壹軇t是各自主品牌在競(jìng)爭(zhēng)藍(lán)海中的主要抓手之一：蔚來(lái)、理想、嵐圖、極氪、紅旗等品牌的新一代車型都可選配或是標(biāo)配空氣懸架系統(tǒng)，裝配的價(jià)格底線已下探至30萬(wàn)以下。據(jù)蓋世汽車，隨著國(guó)內(nèi)自主車型的高端品牌不斷推出，疊加供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化降本的優(yōu)勢(shì)，搭配空懸系統(tǒng)車型的價(jià)格帶將有望進(jìn)一步下沉至25萬(wàn)元，而25萬(wàn)以上車型的滲透率也將不斷提升。

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