電動化趨勢下，汽車懸架發(fā)展

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）“懸架”在汽車的發(fā)展中，一直是一個極為重要的部分，懸架技術(shù)的發(fā)展與汽車工業(yè)的整體進步息息相關(guān)。而近年來，隨著汽車電氣化的發(fā)展，更先進的懸架層出不窮，比如比亞迪的云輦-X、下降到30萬以下價位的雙腔空懸、蔚來的天行全主動懸架等。

那么目前的汽車懸架到底發(fā)展到哪種程度了，電氣化在懸架的發(fā)展中起到什么作用？

汽車懸架的發(fā)展歷史

汽車懸架的發(fā)展可以追溯到汽車誕生之初，早期的汽車懸架系統(tǒng)極為簡單，主要是剛性軸和懸掛彈簧組成，由一根剛性軸連接車輪，并通過懸掛彈簧來吸收路面的沖擊。這種懸架沿用了很長時間，從汽車發(fā)明之初，一直到二十世紀初，都被廣泛用在汽車上。

剛性軸和懸掛彈簧由于結(jié)構(gòu)的局限，對不平整路面的適應(yīng)能力有限。

到了二十世紀三十年代，液壓減震器和螺旋彈簧開始在汽車懸架上廣泛應(yīng)用。液壓減震器通過控制阻尼力來減少車輛震動，螺旋彈簧提供支撐，兩者互相配合，能夠達到較好的減震效果，相比以往的剛性軸系統(tǒng)提供更好的行駛性能和舒適性，這也是目前應(yīng)用最廣泛的汽車懸架系統(tǒng)。

液壓懸架的本質(zhì)其實就是通過減震器上的油量變化，來改變硬度和高度，而不同的液壓懸架差異，主要就在控制單元的放置形式上。

液壓懸架的結(jié)構(gòu)包括：

液壓泵：作為液壓懸架系統(tǒng)的動力源，液壓泵負責提供壓力油，是系統(tǒng)的核心部件。

液壓缸：液壓缸與車輪相連，內(nèi)部充滿液壓油。液壓缸通過液壓油的流動來吸收和減緩路面不平帶來的沖擊。

液壓閥：液壓閥控制液壓油在系統(tǒng)中的流動，包括流量和壓力，從而調(diào)節(jié)懸掛的軟硬和阻尼。

ECU：是液壓懸架系統(tǒng)的大腦，根據(jù)來自車輛傳感器的數(shù)據(jù)，如車速、車身姿態(tài)、路面狀況等，計算出最佳的懸掛設(shè)置，并通過控制液壓閥來實現(xiàn)。

傳感器：包括車速傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器等，用于監(jiān)測車輛的實時狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸給ECU。

比如仰望U8上的云輦-P實際上也屬于液壓懸架，不過包含了更為先進的主動調(diào)整功能。

到二十世紀50年代，氣動懸架系統(tǒng)開始受到關(guān)注，直到70年代開始在高端汽車上應(yīng)用。氣動懸架的特點是，能夠通過調(diào)節(jié)氣壓來改變懸架的硬度和高度，可以改變車輛的運動性能或提高舒適性。不過早期氣動懸架成本過高，且維護困難，容易出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致氣壓不穩(wěn)，工作壽命短，因此這項技術(shù)目前主要在后裝改裝市場上應(yīng)用。

而氣動懸架系統(tǒng)的改進版本，空氣懸架在二十一世紀開始在高端車型上廣泛應(yīng)用?？諝鈴椈墒强諝鈶壹艿暮诵牟考?，它利用橡膠氣囊內(nèi)部的壓縮空氣作為彈性恢復(fù)力，起到緩沖、減震和承重的作用?？諝鈴椈煽梢酝ㄟ^外部氣罐來增減充氣量來調(diào)整剛度和承載力，還能改變車身高度，具有優(yōu)異的吸振和降噪能力。

另外，空氣懸架還包括減震器、空氣供給單元（壓縮機、分配閥等）、控制器ECU、加速度傳感器、儲氣罐、電磁閥等部件。通過多個部件結(jié)合，ECU接收來自傳感器的車輛狀態(tài)信息，通過控制空氣供給單元和電磁閥來調(diào)節(jié)空氣彈簧中橡膠氣囊的氣壓，能夠快速調(diào)節(jié)車身高度和懸架剛性。

目前被廣泛宣傳的雙腔空氣懸架，實際上也是空氣懸架的一種，特別之處在于其空氣彈簧中設(shè)計成兩個氣室。通過改變兩個氣室的氣壓，能夠提供相比單腔空氣懸架更廣泛的調(diào)節(jié)范圍。

而隨著傳感器、ECU等的發(fā)展，目前的懸架系統(tǒng)已經(jīng)往更實時的自動調(diào)整發(fā)展。甚至可以根據(jù)激光雷達對前方路面進行掃描，對即將到來的路面提前讓懸架系統(tǒng)進行調(diào)整，讓車輛真正達到如履平地的效果。

更緊湊、帶能量回收的電控液壓懸架
汽車懸架的本質(zhì)，是如何快速調(diào)整懸架的剛性和高度，延遲越低，調(diào)整幅度越大，那么體驗的效果就能越好。

蔚來此前在ET9上演示的天行主動懸架，能夠完全適應(yīng)路面上的減速帶，及時改變懸掛行程，真正實現(xiàn)如履平地的效果。

而在這背后的功臣，同樣是液壓懸架。但與市面上其他量產(chǎn)車型不同的是，ET9上使用了一種稱為高帶寬主動懸架（CM1）的技術(shù)。

這種技術(shù)是由ClearMotion開發(fā)，核心是一個被稱為Activalve的電機驅(qū)動的液壓泵系統(tǒng)，它由幾個關(guān)鍵部分組成：噪音消除裝置、內(nèi)嚙合齒輪泵、微型無刷直流電機，以及底部的微處理器、功率器件和傳感器。

相比其他的主動液壓系統(tǒng)，CM1的主要的特點可以概括為三點：能量回收、高度集成化、軟件定義。

首先是能量回收，過去懸架在形式過程中的壓縮等動作，所產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散發(fā)出去，而CM1中的Activalve設(shè)備，可以在彈簧收縮時，通過液壓油的流動來將壓縮動能轉(zhuǎn)化為機械能，并通過電機將這些機械能反向轉(zhuǎn)換為電能，這在電動汽車中更能帶來節(jié)能的效果。

根據(jù)官方介紹，ClearMotion的能量回收系統(tǒng)瞬時功率最大可以達到5kW，這可以大幅降低懸架在整車中的能耗占比，降低對電動汽車續(xù)航的影響。

集成化方面，主要在于Activalve的高度集成化，將噪音消除裝置、內(nèi)嚙合齒輪泵、微型無刷直流電機，以及底部的微處理器、功率器件和傳感器等部件集成到能夠附著在避震器上的Activalve。

同時Activalve也是一個以軟件為中心的電液裝置，用于監(jiān)測、處理和響應(yīng)路況，并能夠通過軟件更新來提升性能和功能，包括與自動駕駛系統(tǒng)的聯(lián)動。

小結(jié)：

汽車電氣化的趨勢，不僅僅是在智能座艙，“彩電冰箱大沙發(fā)”上，驅(qū)動能源的改變，也在影響著汽車懸架的發(fā)展方向。未來汽車懸架系統(tǒng)也將隨著更多新技術(shù)的加入，而變得更加智能。