下阶段悬架技术突破的重点方向

车百智库 2025-11-11 19:00
下阶段悬架技术突破的重点方向图1

 

智能底盘正由机械执行+部分线控的2.0阶段,向智能决策+三向全面线控化的3.0阶段加速迈进,悬架成为其中创新最活跃、前景最广阔的细分领域。

 

近日,车百智库联合TECH100组织召开“智能底盘及悬架技术创新发展趋势”圆桌会,围绕悬架技术路线、产业化路径等关键问题展开讨论,形成调研报告《底盘悬架系统创新方向及技术路径》,该报告指出了下阶段悬架技术突破的重点方向。

 

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悬架系统关键技术的突破正围绕感知精度提升、智能化程度提高及执行机构性能进步三大方向深度推进

 

在感知层面,高精度感知与预瞄技术成为实现悬架主动调节的重要基础。通过高精度地图与激光雷达/摄像头的结合,可实现厘米级别路面识别,能够支持10Hz以上的主动控制,更好地实现悬架的主动调节功能。

 

执行器性能成为技术突破的关键环节。这一领域的优化重点集中在高功率密度设计与热管理优化两大维度。高功率密度执行器不仅需集成能量回收功能,还需着力降低系统能耗。当前直线电机单轮50kW的高功耗问题亟待解决,目标是通过技术迭代将其控制在10kW以内;热管理方面则需通过引入高效液冷散热技术、提升关键材料耐温性能,进一步强化执行器的散热能力,保障其长期稳定运行。

 

控制算法升级成为串联各项技术的核心纽带。悬架系统算法发展正从传统的PID/MPC控制向AI强化学习技术转型,已能够实现15个以上自由度的多自由度一体化解算,显著提升了多维度动态响应精度。与此同时,算法升级还在深化跨域融合能力,通过全面整合制动、转向、驱动及悬架系统,以全局优化调度实现各子系统的协同运行,最大化释放整车性能潜力。

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图2

15DOF模型的逻辑架构

资料来源:清华大学车辆学院,车百智库整理

 

安全冗余与功能安全重要性凸显。悬架系统需满足ASIL-B/C级安全要求,支持故障降级模式,在部分功能出现异常时仍能维持基础运行能力,最大限度降低安全风险,保障整车安全行驶。

 

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空气悬架成为悬架系统升级的主要创新点

 

其创新突破点集中体现在结构优化与材料工艺升级两大维度,通过多维度技术迭代推动性能提升与场景拓展。

 

在结构创新方面,空气悬架系统围绕“性能优化+空间效率”展开技术突破。一是采用三腔及以上的多腔空簧设计进行多级刚度调节,从而实现舒适性与操控性兼顾;二是引入分布式气泵方案,实现各车轮独立充气,有效提升压力调节速度与系统可靠性;三是推进集成化设计,将储气罐集成于副车架,进一步节省底盘布置空间。

 

在材料与工艺方面,空气悬架通过技术突破强化核心部件性能并拓展应用边界。一方面,应用SWAT精密编织囊皮,通过厚度小于2mm的纯氯丁胶配方,强化囊皮耐久性并优化滤震舒适性;另一方面,落地轻量化与密封技术,采用铝合金活塞及低摩擦密封件,延长关键部件使用寿命。同时拓展功能边界,推动悬架系统与座舱空调、轮胎充气等场景集成,实现多场景应用。

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图3

某品牌SWAT囊皮结构(20倍电镜)       

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图4

多腔空簧结构图

 

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可调阻尼减振器/磁流变减振器规模化应用受限于多重降本瓶颈,国产化与技术突破成为破局关键

 

可调阻尼减振器降本主要面临三大瓶颈。其一,电磁阀精密加工环节的国产化率较低,需要通过工艺优化将报废率从当前5%降至2%以内;其二,液压油长期依赖进口(如福斯油),亟须加速国产液压油的性能验证与替代应用,实现供应链自主可控;其三,高度/加速度传感器成本居高不下,需要通过与智能驾驶传感器复用实现成本优化。

 

磁流变减振器的降本难点集中于材料与工艺的突破。核心材料磁流变液长期被美国LORD公司垄断,国产化磁流变液在抗沉降性能(静置30天无明显分层)、宽温域适应性(-40℃~120℃正常工作)等关键指标上仍存在差距,需突破纳米颗粒分散技术、载体油配方优化等技术难题;在器件设计层面,则需要优化磁路结构并提升密封可靠性(耐高温/抗磨损)。

 

此外,当前磁流变减振器市场渗透率低,规模化效应缺失,研发成本与设备折旧难以有效摊薄,进一步制约了成本下降空间。

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图5

磁流变液核心技术难点

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图6

磁流变液的状态变化

 

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全主动悬架呈现 “短期电液主导、长期全电机突破” 发展格局

 

不同技术方案根据性能需求与成本适配,在不同细分市场形成差异化布局。

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图7

全主动悬架的技术路线对比

 

短期内(未来3~5年),电液压方案将成为全主动悬架的主流选择,重点应用于越野车型与高端豪华车型。电液压方案通过液压传动实现悬架的快速响应(响应时间≤50ms),能够有效应对复杂越野路况的冲击;通过精准控制可提升豪华车型座舱的静谧性与舒适性,当前已在奔驰S级、路虎揽胜等车型上实现量产落地;同时,旋转电机方案凭借结构相对简单、能耗较低的特点,正加速向中端车型渗透。

 

长期来看,直线电机方案凭借响应速度更快、控制精度更高、结构更紧凑的优势,或将成为全主动悬架的终极技术方向。但直线电机方案规模化应用仍需突破两大核心制约:一是材料瓶颈,需研发高强度、耐疲劳的永磁材料与导电材料,以承受高频次往复运动的冲击;二是热管理技术突破,直线电机在高功率运行下会产生大量热量,需开发高效散热方案(如液冷+均热板组合),避免磁性能衰减与绝缘层老化。

 

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以磁流变为代表的先进减振技术正突破汽车领域边界,拓展至多场景,为多行业性能升级提供新路径

 

在人形机器人领域,磁流变技术的应用聚焦于运动控制与安全防护。一方面,磁流变关节/阻尼器可实现柔顺控制,通过实时调节阻尼力,使人形机器人在行走、抓取等动作中更贴合人体运动规律,减少机械冲击;另一方面,主动悬架技术被应用于机器人腿部关节,可通过快速响应地面颠簸,提升复杂地形下的运动稳定性,降低摔倒风险。

 

在低空经济领域,磁流变减振技术为无人机起落架升级提供关键支撑。通过在起落架中集成磁流变减振器,可大幅吸收无人机着陆时的冲击力,适配草地、山地等复杂着陆地形,减少机身振动对内部精密器件的影响,提升作业稳定性。

 

在精密仪器隔振领域,磁流变技术显著提升设备精度。半导体制造设备(如光刻机)、光学检测平台对振动极为敏感(允许振动幅度≤0.1μm),采用磁流变隔振器可实时抵消外界振动干扰,将设备振动控制在允许范围内,保障生产与检测精度。

 

※ 本文节选自《底盘悬架系统创新方向及技术路径》

 

 

下阶段悬架技术突破的重点方向图8

车百智库研究院(车百智库)是由权威行业机构、产业链头部企业共同发起成立的专业研究平台。平台坚持“面向政府和行业,服务战略与决策”的宗旨,围绕汽车电动化、智能化、网联化、绿色化、国际化以及能源变革、交通变革、城市变革等多个方向开展研究及交流活动,支撑政府、企业政策制定和战略决策,致力于打造服务政府、服务行业、服务企业、服务社会的权威新型行业智库,推动汽车产业高质量可持续发展。

 

 

 

 

会议预告

 

车百智库研究院联合天马微电子聚焦“如何促进企业更好构建AI能力体系”主题,将于11月17日下午在武汉东湖新区,举办2025年第22期·总第135期高端研讨会。会议定向邀请行业专家、企业高层管理者,围绕“AI对汽车行业的新变革”和“构建AI能力体系的路径”两个专题深入研讨。

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