空气悬架要被淘汰了?20多万买跑车操控,只有电磁能解决?

2024年,汽车产业出现的新技术,大部分是围绕电气化在性能、智驾和算法的集中爆发,而在2025年,新技术的比拼,又会回到底盘这一传统硬件上。已经诞生的智能底盘,有华为的途灵底盘,智己的灵蜥数字底盘,星途的飞鱼底盘,蔚来的天行底盘,理想的魔毯底盘,以及比亚迪的全套云辇,这里面有主动式,也有被动式,但目的都只有一个,就是用路面数据,改变悬架效果,提高有别于传统减振器的舒适性和操控性,而要实现提前分析路况,提前修改悬架软硬高低,空气悬架和CDC阻尼减振系统便成了刚需,问题是,这套组合已经是智能底盘的上限吗?或者说,没有空气悬架,就不算好的底盘吗?答案肯定不是,而且,随着电磁技术的应用,传统的空气悬架,很有可能会从今年开始,逐渐退为二线技术,甚至还有机会让整车价格再降一些。

利用磁场调节更快,电磁底盘将淘汰传统空簧?

要把悬架聊透,必须得从基础结构入手。弹性元件、减震器和传力装置,这三部分组成悬架缺一不可,所谓的弹性元件,其实就是起到承重和传递垂直荷载的缓冲机构,也就是我们常说的减振弹簧,其中乘用车多用螺旋弹簧或空气弹簧,钢板弹簧多用于货车,减振器主要是用来限制弹簧的运动,传力装置则是把悬架和车身连接的各种连杆,所以,这三部分之间的相互组合,正是最考验主机厂调教水平的地方。

那,有没有能跳过调教玄学,直接拉满舒适性的办法?有,取代了金属弹簧的空气悬架就能实现。由于只需要对储气罐内的空气进行压缩和释放,优点就是能同时调整悬架行程和刚度,甚至还衍生了性能更强的多腔空簧,但缺点也很直接,一旦气泵失效或弹簧筒漏气,不仅影响驾驶,日常维护的成本也更高一些,而且频繁的压缩运行,本质上也会加速高精设备的老化,更何况,作为城市SUV,配空簧的意义更多的也是在舒适性上做文章,而非强调通过性,那,有没有能在成本和效果上可替换的方案呢?

就目前来看,技术成熟且性能稳定,更好的选择会是磁流变技术。从字面意思也能看出来,这是一套利用电磁感应的悬架系统,再准确来讲,其实和电磁阀阻尼悬架有非常接近的关系,只不过,电磁阀改变的是油液压力或阻尼对流孔大小,而磁流变的思路,是把桶内的介质换成了磁流变液和电磁线圈,其中磁流变液带有对磁场敏感的材料微颗粒,不通电时,油液更像是牛顿流体,此时的阻尼处于最小状态,即悬架最“软”,而通电之后电磁线圈会产生磁场,使油液当中的电感颗粒变的链条化,也就是具备了粘塑性,从而获得更大的阻尼效果。

所以,磁流变悬架的阻尼调节逻辑,是和电流的大小有直接关系,电流越大,磁场越强,阻尼便会越大,和电磁阀阻尼减振器相比,磁流变悬架不需要再通过底部的传感器收集数据,交给ECU控制单元,再传给电磁阀开关来控制对流孔大小或油液压力,电流的微弱变化,10-15毫秒就能调节减震器阻尼的强度,而且在不同的车型上也能做到通用化,最关键的,还在于整个设备的生产一致性和供应链上游成本上,解决了这两个问题,磁流变悬架的价格,甚至有机会比传统电磁阀更低,在成本上直接取代传统空簧形式。

双阀CDC和悬浮电机之后,智能汽车价格会降2万?

简单总结磁流变悬架,就是利用电磁反应原理,用掺金属粒子的特殊变液取代传统油液作为介质,优势是响应速度比电磁阀或者多腔空簧更快,动态调节范围也更大,在不同工况瞬间就有不同的阻尼硬度,到这,可能有人会说,让底盘实现高低调节,至少需要具备在Z轴的主动控制能力,磁流变仅仅是实现了快速改阻尼,而且还不能取消传统的金属弹簧,难不成,没空悬还真做不了主动智能底盘了?

其实不然,还是利用电磁原理,也同样不用金属弹簧,把液压减震器换成悬浮电机,套在双叉臂悬挂的两侧,利用大量的电磁组件实现磁通量的快速调节,也就是磁力互斥后产生的效果,从而在XYZ三个轴方向都能做到主打可调,甚至还能实现能量回收,给电池充电,调节速度同样是是在10毫秒级别,这也就是已经在 仰望U7上搭载的云辇-Z技术。所以说,能在Z轴主动运行的,不一定非得是空气悬架,因此,也算是再一次回答了上面的问题,按照京西集团的最新消息,第四代磁流变悬架的零部件和制造能力,已完全落地国产化,上下游供应链的成本已经降到了和传统电磁阀减振器一个水平,这释放的信号就是,磁流变将取代两个传统悬架,一个是单一结构的空气悬架,另一个就是电磁阀减震器了,而眼下主机厂使用最多的空簧+CDC组合,大概率会下放到中低段价格市场,为什么会这么说呢?

一方面,是上面已经提到的悬浮电机技术,由于结构比多腔空簧来的更复杂,制造难度不亚于多腔空簧的密封性,这意味着造价和维护成本会更高,但通过电磁反应得到的毫秒级调节效果,却是和空簧截然不同的,另一方面,即便不用工艺更复杂的悬浮电机,靠双阀CDC的逻辑也能做主动调节底盘,甚至还有延展48V高宽带线控化技术的潜力,所谓48V线控化,就是CAN以太网总线运行会到千兆位,数据传输速度更快,信息量更大,这是实现线控转向和线控底盘的关键,而调教底盘最重要的也是响应速度,尽管没有电流改变磁场来的更快,但给一个能在Z轴产生推力的泵,是不是就解决了?

从结构上来看,小米汽车的这套双阀CDC技术,依然算是一套阻尼减振系统,而聊到阻尼减振又离不开金属避震弹簧,似乎又变相锁死了悬架在Z轴的运动能力,所以,新的方案就变成了不用任何弹性元件,在阻尼避震筒内再增加一个电磁阀,再给下支臂和避震筒相连的地方,安装一个功率有4.6kW的动力泵,这个电动泵会施加压力影响筒内的上下腔油压,同时ECU也会控制阻尼对流孔的大小,由此获得140mm的Z轴运动范围,这个调节也远比多腔闭式空簧来的更极限,速度也更快,明显更符合下一代融合智驾做跨域执行的智能底盘。

如此一来,主动调节的效果和空簧类似,但又多了超过4万牛的举升力,连续原地起跳,化解俯仰侧倾,甚至不用三电机或四电机,也能实现原地掉头或圆规掉头,不出意外,甚至还有类似摩托车压弯的反向侧倾效果,所以,空簧和CDC的组合,今后大概率会出现在20万以下的车型中,毕竟,有满血途灵的智界R7,已经卖到了24.98万,智己LS6更是不到23万,在新一轮技术加速竞争下,一旦新技术触及30万级,届时配空簧的豪华车,车价至少会有2万的下浮空间。

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