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      导言：过去一年，主流车企在汽车悬架技术层面先后展示过蔚来香槟塔不倒，仰望U7车顶咏春平稳挑战，华为尊界白沙不扬，玻璃不碎，踏水无痕等各种不同悬架技术，主动悬架技术的狂飙为驾乘人员舒适性带来了前所未有的舒适性，无论是紧急变道时的侧倾抑制，还是加减速导致的俯仰摆动，主动悬架技术均可以将车身晃动幅度降低90%以上，彻底告别“乘车眩晕症”；在这些舒适性背后的悬架技术是如何实施开展以实现相关功能，特别是高压电驱技术如何在悬架领域大展手脚，拓展电驱技术应用场景，本文试图逐一揭秘。

引用：比亚迪

目录

1.不同悬架种类澄清

• 1.1 智能底盘技术路线
• 1.2 汽车悬架及其重要特性参数：刚度和阻尼
• 1.3 被动悬架，半主动悬架，主动悬架的两种定义，哪种更合理？
• 1.4 什么是线控悬架？

2.悬架关键组件弹簧的分类及特性分析

• 2.1 钢板弹簧

• 2.2 螺旋弹簧

• 2.3 空气弹簧

3.悬架关键组件减振器的分类及特性分析

• 3.1 常规液压减振器

• 3.2 PHC 减振器

• 3.3 磁流变减振器

• 3.4 CDC减振器

4.电机控制系统(中高压)在主动悬架中的应用

• 4.1 48V/400V/800V 全主动悬架液压泵

• 4.2 直线电机磁悬浮技术实现全主动悬架功能

5.主流车型主动悬架技术分析及电驱技术应用

• 5.1 蔚来ET9天行智能底盘及48V电机控制

• 5.2 比亚迪云辇C/A/P/X/Z不同底盘方案悬架技术分析及电驱技术应用

• 5.3 其他车型悬架技术分析展开

6.总结与展望

02 悬架关键组件弹簧的分类及特性分析

汽车悬架两个特性参数：刚度和阻尼，其在车上应用中对应的部件就是弹簧和减振器，在两者配合下，弹簧通过自身形变缓冲路面的冲击力，减振器吸收冲击能量充当弹簧的’制动’，从而有效吸收路面冲击，最终给驾乘人员带来‘颠簸路面车身平稳，扭曲路面车身不晃‘的超级体验；在面对传统底盘在过弯侧倾，加速抬头，制动点头等不足之处，主动悬架能够实时采集路况信息，根据路况实时调整悬架高度和阻尼，提供高度自适应，加减速过弯等工况快速响应和精准调节的功能，最终实现“零侧倾，零俯仰”的舒适驾乘新境界。

本节对弹簧的不同种类进行解析，下一节对不同的减振器技术进行分析。

2.1 钢板弹簧

刚板弹簧又称叶片弹簧，由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成，利用钢板的弹性变形吸收路面冲击，同时承担支撑车身和传递纵向力的作用。安装好后两端自然向上弯曲。当路面对轮子的冲击力传来时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用；优点是结构简单成本低，且有更高的承载性，当前大部分商用的卡车，货车，工程机械车辆用的基本都是钢板弹簧；缺点是自重大，对底盘空间有较大侵占，不适合乘用车应用。

引用：网络

2.2 螺旋弹簧

螺旋弹簧是由高强度钢丝绕制而成的螺旋形弹簧，通过弹簧的压缩和回收吸收振动，通常与减振器一起配套使用。其优点在于较好的线性弹性，减振效果优于钢板弹簧，且制造工艺简单，适合大规模生产；缺点是不适合超重负荷，单独使用无法抑制弹簧往复运动，这也是为什么必须与减振器一起使用的原因。

引用：网络

钢板弹簧和螺旋弹簧都属于不能通过控制系统调节的被动元件，只能通过自身的弹性进行一定程度的压缩和回收来吸收振动；如果希望对弹性元件进行一定的主动控制功能，则需要使用到空气弹簧。

2.3 空气弹簧

空气弹簧是空气悬架上常用的弹性元件，一般由橡胶制成，具备良好的密闭性和可压缩性，注入压缩空气后，利用气体的可压缩性实现类似于弹簧的作用。

引用：网络

空气弹簧调节高度的原理是：高度控制阀在空气弹簧减震器系统中起到关键的高度调节作用, 它通过感应车身高度的变化来控制空气的进出；当车身高度下降，高度控制阀感知到这一变化，打开进气通道，使空气弹簧膨胀，车身高度回升到设定值；当车身高度升高时，高度控制阀会打开排气通道，让空气弹簧内的部分空气排出，使车身高度下降到合适的位置。这样就实现了车身高度的自动调节，确保车辆在不同负载情况下都能保持稳定的行驶姿态。

调节刚度的原理是：当车辆静止且处于空载状态时，空气弹簧内充有一定压力的空气；此时，空气的压力使橡胶气囊处于一定的膨胀状态，为车辆提供基础的支撑力；当车辆加载货物或者乘客时，车身重量增加，空气弹簧受到压缩，气囊内的空气被进一步压缩，气压升高，空气弹簧内升高的气压能够产生足够的反作用力来支撑增加的负载，使车身保持在合理的高度范围内。

引用：网络

减振的原理是：当车辆行驶在路面上遇到颠簸时，车轮向上跳动，空气弹簧被压缩。在压缩过程中，空气弹簧内部的空气被挤压，由于空气的可压缩性，它能够吸收一部分振动能量；同时，与空气弹簧并联的减震器（阻尼器）开始工作，减震器内部活塞在阻尼油中运动产生阻力,阻力大小与活塞运动的速度有关，运动速度越快，阻力越大。

空气弹簧按气囊的结构式可以分成囊式、膜式、复合式、油气式四种。按照弹簧的腔体数量，可以分为单腔空簧，双腔空簧，三腔弹簧三种。

引用：网络

03 悬架关键组件减振器的分类及特性分析

减振器技术是区分各种不同悬架方案的主要组件，因为弹簧技术只有空气弹簧这一种技术可以通过控制器进行调节，所以不同悬架在减振器技术上的不同也就意味着具体的主动悬架方案的不同；根据目前业内存在的技术方向，主流的减振器技术主要有以下几种：

3.1 传统减振器

传统减振器的主要特征就是不能通过电磁阀调节其阻尼大小变化，只能通过调教活塞和垫片，从而改变孔径大小进而改变阻尼曲线，是一种依赖机械调节的减振器，阻尼可调节的幅度有限；其工作原理是通过活塞在缸筒内运动，迫使液压油通过阀门节流孔产生阻尼力。

引用：网络

传统减振器的优点是成本低，可靠性高；缺点是阻尼无法通过路况或者驾驶模式动态调整，舒适性一般。早期的车型一般采用这种方式的减振器，如下图所示。

引用：网络

3.2 PHC 减振器

PHC全称是Progressive Hydraulic Cushion，渐进式液压缓冲减振器，与传统减振器相比，PHC减振器在内部增加了两个渐进式液压缓冲系统；一个液压缓冲系统位于悬挂的顶部，另一个位于底部，也就是说一个缓冲负责回弹，另一个负责压缩。虽然PHC减振器比传统减振器对阻尼调节的带宽能有一定提升，但毕竟还是被动调节，其调节能力还是有一定限制。

引用：网络

3.3 磁流变减振器

电磁(Magnetic Ride Control, MRC)悬架：全称为磁流变阻尼悬架，采用磁流变材料充当阻尼介质，并利用电磁反应改变材料状态，以调节悬架刚度和阻尼，由于成本过高，目前只在部分高端车型上应用。

引用：网络

3.4 CDC减振器

连续阻尼控制(Continuous Damping Control, CDC)减振器：通过电磁阀控制减振器中阀门开度以改变油液流速，进而调节阻尼大小；需要说明的是，CDC是采埃孚公司注册过的专利，但是由于基于该方案原理开发的产品应用非常广泛，所以后续很多公司基于CDC原理开发的产品也称为CDC减振器。

CDC减振器分为单阀减振器，多阀减振器，其效果也不尽相同。单阀减振器可以实现阻尼的连续可调控制，具有较宽的力值可调空间，良好的舒适性和操纵性能兼容性；双阀电控减振器除了继承单阀的产品优势外，压缩行程与复原行程配备独立电磁阀，下图所示为两种不同阀数的减振器外形图。

引用：孔辉科技

由于CDC减振器的电磁阀可通过电子控制，实现电控调节液体压力，从而进一步调节阻尼实现主动悬架；由于电磁阀控制的对象是油液，而油液的来源需要有对应的液压泵来提供压力，随着主动悬架对减振器需要提供的压力逐渐增大，因此需要液压泵提供的功率也不断增高，因此液压泵的技术正在从传统的机械技术向高压电驱技术进化，下一节我们将重点分析高压电驱技术在液压泵上的应用。

04 电机控制系统(中高压)

在主动悬架中的应用

当前市场上线控悬架重点推广的主流技术方案是空气悬架；也就是空气弹簧与CDC连续阻尼控制减振器的组合。整个空气悬架系统由空气弹簧，可变阻尼减振器，空气供给单元，ECU和传感器组成。其中空气弹簧是在柔性密封容器中充入压缩空气，利用气体可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧，具有优良的弹性特性，且可以利用ECU接收车辆高度，形式速度和路况信号进行工况判断，通过自主充放气实现刚度和高度调节。需要说明的是，业内经常听到的’空气悬架’，从严谨的角度来说，只是说悬架系统中的弹簧是空气弹簧。

下图所示为空气悬架(空气弹簧+可变阻尼减振器)的系统架构组成。

引用：ATC

4.1 48V/400V/800V 全主动悬架液压泵

由于CDC减振器内的油液需要通过液压泵来提供助力实现压力，而且随着车辆对悬架技术功率的要求越来越高，因此液压泵的功率也不断增高，因此高压电驱技术越来越多的被用到主动悬架领域。

下图所示为保时捷Paramera车型混动车型上的主动悬架液压泵总成，每个总成中集成了两套液压泵及其控制单元，减速机构，每套系统供一个车轮上的减振器使用，同时前后轮会各配置一个这样的总成，从而实现四轮悬架均可主动独立调节；需要说明的是，该系统采用的是400V电压平台，考虑到车型量产时，800V电压平台还没有在行业内普及开来。

引用：Porsche

随着保时捷将高压电驱技术使用到悬架中，国内各个主机厂和供应商也不断推出高压主动悬架液压泵产品，得益于国内电驱动产业的快速发展，现在推出的液压泵都是48V/400V/800V多电压平台兼容产品，且支持双向液体流动，而且相关产品都有一定的集成度，五合一深度集成双向齿轮泵(2个)，永磁同步电机(2个)和电机控制器，本次上海车展期间，有不同供应商都展示了相关的产品，比如保隆科技，汇川技术，麦米电气等。

引用：汇川

而蔚来采用的液压泵技术是同一家Clearmotion公司合作开发的，其产品的组成是48V BLDC(PMSM)电机+电机控制+减速器的协同，最高功率为5kW, 相比于高压液压泵来说，功率比较有限，但优点是其体积较小，在簧下空间容易布置，且能起到一定的抬升悬架的功能，蔚来ET9的香槟塔视频就得益于该技术的成功应用。

引用：NIO

4.2 直线电机磁悬浮技术实现全主动悬架功能

如果说依靠液压泵控制油液压力，电磁阀控制CDC减振器阀门大小以改变阻尼，而电磁阀的控制是由一套ECU来实现，这样的一套系统称为电控主动悬架系统；而直接采用电机取代减振器的方式，通过电机驱动来直接实现阻尼力的调节，没有通过油液作为介质，这种方式可以称之为电动化悬架。

比亚迪云辇Z的主动悬架采用的是将直线电机直接集成到空气弹簧中，充当了之前CDC减振器的作用，这套系统的电驱集成为电机控制器400V/800V 直线电机。

引用：BYD

| 电力电子系统应用智库备注：本系列文章内容较多，按照多次更新方式逐步更新，本文为第三部分。