開卷的汽車主動(dòng)懸架-從會(huì)跳舞的仰望到會(huì)振動(dòng)的蔚來

我們之前文章《從比亞迪“云輦”看汽車技術(shù)最后的堡壘-底盤懸架》分享了中國汽車制造攻克了汽車技術(shù)最后的堡壘-底盤懸架，但顯然勤勞的中國人永遠(yuǎn)不會(huì)止步，所以2023年也拉開了中國汽車“卷”底盤懸架的局面，回顧2023年從比亞迪仰望到年底發(fā)布了的蔚來ET7，問界M9等等車型都不約而同的開始宣傳懸架底盤技術(shù)，特別是蔚來ET9以及仰望U9的主動(dòng)懸架。

所以本文將分享一些關(guān)于懸架技術(shù)最先進(jìn)的主動(dòng)懸架部分，分享主要分以下幾塊：

主動(dòng)懸架的鼻祖-70年前的雪鐵龍

跳舞的比亞迪U9和德系奔馳

蔚來ET9懸架與Bose耳機(jī)

德系ZF，比亞迪，華為，蔚來懸架哪家強(qiáng)？

希望能帶來一些信息對(duì)于懸架的好壞以及發(fā)展有一些認(rèn)知的背景知識(shí)。

主動(dòng)懸架的鼻祖-70年前的雪鐵龍

歐美汽車的百年，懸架一直承受運(yùn)動(dòng)，舒適，多功能的屬性，從來都是汽車移動(dòng)出行屬性中非常重要的一點(diǎn)。 作為日常重要舒適這一重要需求，它從來都在不斷發(fā)展進(jìn)化。從平面到坑洼路面；從直行到彎道；它的終極發(fā)展就是讓所有駕駛環(huán)境和工況如履平地，背后的理論是運(yùn)動(dòng)能量的轉(zhuǎn)換。但從螺旋彈簧，到減振器，懸架僅僅解決的是如何確保能量的存儲(chǔ)和釋放，也就是在時(shí)間上的能量轉(zhuǎn)移。如果有外部能量的加入才能保證固定時(shí)間段的能量保持，從而實(shí)現(xiàn)車身平穩(wěn)，而這就拉開了主動(dòng)懸架的發(fā)展歷史。

1955年雪鐵龍?jiān)谄鋭?chuàng)新型DS 19上使用了四輪液壓氣動(dòng)懸架和自動(dòng)調(diào)平技術(shù)，引入了泵和活塞液壓油，來實(shí)現(xiàn)車身的調(diào)平。

DS這款車的每個(gè)車輪使用一個(gè)球體，每個(gè)球體的上半部分充滿氮?dú)?，下半部分充滿液壓油，并由橡膠膜隔開。

上部分氮?dú)庥捎诰哂蟹蔷€性力-偏轉(zhuǎn)特性，每次顛簸它不會(huì)產(chǎn)生彈跳，如果普通懸架只有彈簧，每次顛簸后都會(huì)彈跳很長時(shí)間，這個(gè)時(shí)候需要一個(gè)減振器damper/absorber，所以雪鐵龍采用氮?dú)馇蝮w取代了彈簧和減振器組合。

下部分液壓油，旁邊還連接有一個(gè)蓄能器球體，該蓄能器球體包含額外的液壓油儲(chǔ)備，有助于平衡每個(gè)球體上的壓力?；钊麑⒚總€(gè)球體連接到輪子上。

遇到碰撞時(shí)，向上的車輪運(yùn)動(dòng)將連接的活塞進(jìn)一步移入球體，推入更多的液壓油。氮?dú)怏w積減少，氣壓相應(yīng)增加。

? 這樣這些球體使懸架能夠提供自調(diào)平的行駛體驗(yàn)，在舒適性和操控性之間取得平衡，并在緊急制動(dòng)時(shí)將車身側(cè)傾和俯沖降至最低。無論車輛負(fù)載（即車上乘客和行李的重量）如何，都可以獲得相同的懸架行程。

雪鐵龍還巧妙地使用泵使汽車自動(dòng)調(diào)平，同時(shí)通過簡單地將更多液壓油推入汽車特定角落的懸架中，提供可變行駛高度、輔助頂升（更換輪胎）和零側(cè)傾。

跳舞的比亞迪U9和德系奔馳

看完了這個(gè)，是不是想起2024年上海車展上面跳舞的仰望U9？

該系統(tǒng)雖然具有創(chuàng)新性，但卻因不可靠而聞名，系統(tǒng)使用的LHS 液壓油容易吸水，進(jìn)而導(dǎo)致腐蝕。另外管路系統(tǒng)復(fù)雜等，不利于布置同時(shí)極度影響NVH設(shè)計(jì)，最后油液系統(tǒng)受溫度影響，容易產(chǎn)生性能的差異。所以采用此類技術(shù)的比亞迪仰望也應(yīng)該逃離不了這些詬病。

但是這項(xiàng)技術(shù)的概念后來被勞斯萊斯以及奔馳采用，現(xiàn)在奔馳使用的E-Active就是彈性元件（螺旋彈簧）+減震器+液壓升降機(jī)構(gòu)的原理，實(shí)現(xiàn)跳舞等主動(dòng)控制。

其中空氣彈簧充當(dāng)彈性元件取代彈簧

液壓系統(tǒng)支持底盤的升降。

減震器，就是用來消除瞬時(shí)跳動(dòng)

其實(shí)寶馬、奧迪汽車也配備了類似的系統(tǒng)。這些技術(shù)將自適應(yīng)懸架系統(tǒng)與攝像頭和其他傳感器相結(jié)合，可以提前檢測顛簸和坑洼，從而通過軟化或增加特定車輪的懸架來最大程度地減少其影響來為汽車做好準(zhǔn)備。

這套系統(tǒng)應(yīng)該都來自于ZF采埃孚，系統(tǒng)包含如下四個(gè)執(zhí)行器，分別布置在四個(gè)車輛旁邊，這樣可以節(jié)省油路的長度，確保整車布置靈活以及各種NVH以及耐久的影響。

所以當(dāng)前不少歐系德系在其高端旗艦車型上采用此款系統(tǒng)，當(dāng)然此類系統(tǒng)也催生了48v甚至更高壓的電池系統(tǒng)上了油車，畢竟這類系統(tǒng)的能耗比較大。

蔚來ET9懸架與Bose耳機(jī)

NIO ET9采用的是空氣彈簧+減震器+主動(dòng)式懸架電驅(qū)動(dòng)單元的方式實(shí)現(xiàn)主動(dòng)懸架的技術(shù)。

主動(dòng)式懸架電驅(qū)動(dòng)單元，是NIO ET9的核心單元，他來自于蔚來投資的ClearMotion，他的核心部件是一個(gè)壘球大小的電動(dòng)液泵，可與汽車現(xiàn)有的減震器配合使用，用于調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)液壓阻尼器中的流體流量，從而可以在幾毫秒內(nèi)向阻尼器施加壓力來抵消道路干擾。

同時(shí)蔚來汽車表示，這個(gè)泵還可以在再生模式下產(chǎn)生電力，來自阻尼器的流體通過閥門來驅(qū)動(dòng)泵發(fā)電，從而產(chǎn)生受控阻尼。在主動(dòng)模式下，泵由電力驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)流體并迫使阻尼器向上或向下。

通過軟件算法通過控制泵來控制進(jìn)入減振器中油液的速度和量來實(shí)現(xiàn)。在低水平上，軟件算法解決了閥門固有的機(jī)械限制，以獲得最大的性能。在高水平上，車輪控制和車身控制可提供最佳的駕駛體驗(yàn)，例如在駛?cè)牒婉偝鰪澋罆r(shí)。

該系統(tǒng)可識(shí)別并適應(yīng)駕駛員行為、加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎以及日常路況，例如坑洼、顛簸、凍脹、車道和高速公路分隔線。

那這套系統(tǒng)的歷史卻與做耳機(jī)的Bose緊緊關(guān)聯(lián)。

Bose 以其揚(yáng)聲器和耳機(jī)而聞名，Bose降噪耳塞應(yīng)該大家都聽過，其實(shí)Bose那時(shí)候就發(fā)現(xiàn)底盤的濾震和耳機(jī)降噪是同一回事，所以當(dāng)時(shí)bose就花了數(shù)年時(shí)間悄悄開發(fā)電磁主動(dòng)汽車懸架系統(tǒng)，該懸架系統(tǒng)代號(hào)為“Project Sound”，研發(fā)工作歷時(shí) 24 年。電磁懸架的功能于 2004 年首次在雷克薩斯LS400上進(jìn)行展示，顯然相當(dāng)成功。

Bose 懸架有四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：線性電磁電機(jī)、功率放大器、控制計(jì)算和算法。

配備 Bose 的車輛的每個(gè)車輪上均安裝有線性電磁電機(jī)，另外汽車還配備一系列其他傳感器感受路面信息，車輛通過傳感器感受路面坑洼信息，然后計(jì)算輸出到功率放大器使內(nèi)部有磁鐵和線圈的線性電磁電機(jī)收縮和伸展，從而在車輪和車身之間產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？梢缘窒嶔ず涂油莸挠绊懀３质孢m的乘坐體驗(yàn)。

此外，該電機(jī)的設(shè)計(jì)在小封裝中實(shí)現(xiàn)了最大強(qiáng)度，使其能夠輸出足夠的力，以防止汽車在激進(jìn)的駕駛操作中滾動(dòng)和俯仰。

但此套系統(tǒng)在商業(yè)上卻失敗了—因?yàn)樗厍页杀咎?，無法安裝到主流車輛上，汽車在追求內(nèi)部空間以及能耗方面，任何零部件如果大和重都是致命的缺點(diǎn)。

這時(shí)候ClearMotion是一家總部位于波士頓的初創(chuàng)公司出現(xiàn)了，該公司從 Bose 收購了 Project Sound 主動(dòng)懸架和其他預(yù)測性道路傳感軟件。

為了達(dá)到生產(chǎn)狀態(tài)，ClearMotion 放棄了又大又重的線性電磁電機(jī)的想法，將 Bose 的道路傳感和控制軟件應(yīng)用到自己的主動(dòng)閥阻尼器工作中，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用在現(xiàn)在NIO ET9上的產(chǎn)品。

對(duì)于蔚來汽車，主要采用ClearMotion 新型“智能”閥門Activave其實(shí)就是一個(gè)主動(dòng)的油泵，配合上京西重工的減振器，然后ClearMotion的算法軟件控制智能閥門，從而直接控制減振器里面的液體流速從而實(shí)現(xiàn)減震。另外油泵主動(dòng)控制的時(shí)候是用電，但當(dāng)油泵被動(dòng)工作的時(shí)候發(fā)電，這也就是蔚來宣傳的能量回收。

通過蔚來發(fā)布的信息顯示，他的執(zhí)行器響應(yīng)頻率是40hz，40hz的意思就是1s內(nèi)能調(diào)整40次。車輛繪制每條道路上的每個(gè)顛簸，將信息保存在云數(shù)據(jù)庫中，然后向車輛發(fā)送實(shí)時(shí)命令以做出相應(yīng)反應(yīng)。這使得該技術(shù)更像是一個(gè)“主動(dòng)式”懸架系統(tǒng)，依靠軟件和與龐大且最新的云數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)連接才能正常工作。但根據(jù)業(yè)內(nèi)消息，這個(gè)應(yīng)該還是概念階段，畢竟這種信息都是需要和地圖信息捆綁。

德系ZF，比亞迪，華為，蔚來懸架哪家強(qiáng)？

那么最近問界的M9怎么樣？問界M9 的CDC電控減振器，其實(shí)和我們之前文章《從比亞迪“云輦”看汽車技術(shù)最后的堡壘-底盤懸架》講到的比亞迪云輦-C是一個(gè)系統(tǒng)，他能夠隨車輛車速變化、路況變化對(duì)阻尼自動(dòng)調(diào)節(jié)。

華為表示，問界M9添加了道路預(yù)瞄系統(tǒng)，可與華為自研激光雷達(dá)和多顆攝像頭深度融合，能夠?qū)β访婷棵霋呙?30 次，提前 50ms 下發(fā)路面信息，同時(shí)十幾個(gè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的行駛狀態(tài)。在獲取到前方路面狀態(tài)后，配合自適應(yīng)主動(dòng)懸架每秒 100 次的調(diào)整頻率，可對(duì)即將到來的路況進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)。

路面預(yù)喵是當(dāng)前比較火的懸架技術(shù)，他算是對(duì)智能駕駛傳感器，以及智能底盤處理的復(fù)用，是符合技術(shù)路徑發(fā)展的方向，畢竟不需要增加額外零部件，但目前應(yīng)用比較早期，對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)的調(diào)教還在成熟當(dāng)中。

那么怎么比較當(dāng)前德系ZF采埃孚，比亞迪云輦C以及P，華為，蔚來ET9等懸掛系統(tǒng)呢，

首先從總體技術(shù)來看：

華為以及比亞迪云輦C屬于一類，是基于干擾進(jìn)行響應(yīng)，不需要額外的能量用于抵消運(yùn)動(dòng)，都是半主動(dòng)懸掛。

德系ZF采埃孚，比亞迪云輦P，蔚來ET9它是基于信息的主動(dòng)控制懸架，需要提供額外的能量來抵消物理運(yùn)動(dòng)。但從結(jié)構(gòu)來看比亞迪云輦P屬于比較復(fù)雜的油路，比較初級(jí)；德系ZF采埃孚簡化油路屬于成熟中級(jí)；蔚來ET9進(jìn)一步簡化，采用先進(jìn)的執(zhí)行器屬于相對(duì)前沿技術(shù)方案。

如果從體驗(yàn)上來看，更輕，更小，更快的參數(shù)會(huì)更好，但顯然這些參數(shù)具有欺騙性，畢竟硬件的參數(shù)只能說明功能體驗(yàn)的上限，但懸架功能體驗(yàn)的下限是由整車調(diào)教調(diào)和保證的。

但如果從發(fā)展趨勢來看，所有機(jī)電產(chǎn)品在乘用車上的未來終極形態(tài)，應(yīng)該都是朝著更精細(xì)，響應(yīng)更快的，數(shù)字化閉環(huán)，配合AI人工智能技術(shù)。