0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

电动化趋势下,汽车悬架发展

Hobby观察 来源:电子发烧友 作者:梁浩斌 2024-04-03 01:03 次阅读

电子发烧友网报道(文/梁浩斌)“悬架”在汽车的发展中,一直是一个极为重要的部分,悬架技术的发展与汽车工业的整体进步息息相关。而近年来,随着汽车电气化的发展,更先进的悬架层出不穷,比如比亚迪的云辇-X、下降到30万以下价位的双腔空悬、蔚来的天行全主动悬架等。

那么目前的汽车悬架到底发展到哪种程度了,电气化在悬架的发展中起到什么作用?

汽车悬架的发展历史

汽车悬架的发展可以追溯到汽车诞生之初,早期的汽车悬架系统极为简单,主要是刚性轴和悬挂弹簧组成,由一根刚性轴连接车轮,并通过悬挂弹簧来吸收路面的冲击。这种悬架沿用了很长时间,从汽车发明之初,一直到二十世纪初,都被广泛用在汽车上。

刚性轴和悬挂弹簧由于结构的局限,对不平整路面的适应能力有限。

到了二十世纪三十年代,液压减震器和螺旋弹簧开始在汽车悬架上广泛应用。液压减震器通过控制阻尼力来减少车辆震动,螺旋弹簧提供支撑,两者互相配合,能够达到较好的减震效果,相比以往的刚性轴系统提供更好的行驶性能和舒适性,这也是目前应用最广泛的汽车悬架系统。

液压悬架的本质其实就是通过减震器上的油量变化,来改变硬度和高度,而不同的液压悬架差异,主要就在控制单元的放置形式上。

液压悬架的结构包括:

液压泵:作为液压悬架系统的动力源,液压泵负责提供压力油,是系统的核心部件。

液压缸:液压缸与车轮相连,内部充满液压油。液压缸通过液压油的流动来吸收和减缓路面不平带来的冲击。

液压阀:液压阀控制液压油在系统中的流动,包括流量和压力,从而调节悬挂的软硬和阻尼。

ECU:是液压悬架系统的大脑,根据来自车辆传感器的数据,如车速、车身姿态、路面状况等,计算出最佳的悬挂设置,并通过控制液压阀来实现。

传感器:包括车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器等,用于监测车辆的实时状态,并将数据传输给ECU。

比如仰望U8上的云辇-P实际上也属于液压悬架,不过包含了更为先进的主动调整功能。

到二十世纪50年代,气动悬架系统开始受到关注,直到70年代开始在高端汽车上应用。气动悬架的特点是,能够通过调节气压来改变悬架的硬度和高度,可以改变车辆的运动性能或提高舒适性。不过早期气动悬架成本过高,且维护困难,容易出现漏气现象,导致气压不稳,工作寿命短,因此这项技术目前主要在后装改装市场上应用。

而气动悬架系统的改进版本,空气悬架在二十一世纪开始在高端车型上广泛应用。空气弹簧是空气悬架的核心部件,它利用橡胶气囊内部的压缩空气作为弹性恢复力,起到缓冲、减震和承重的作用。空气弹簧可以通过外部气罐来增减充气量来调整刚度和承载力,还能改变车身高度,具有优异的吸振和降噪能力。

另外,空气悬架还包括减震器、空气供给单元(压缩机、分配阀等)、控制器ECU、加速度传感器、储气罐、电磁阀等部件。通过多个部件结合,ECU接收来自传感器的车辆状态信息,通过控制空气供给单元和电磁阀来调节空气弹簧中橡胶气囊的气压,能够快速调节车身高度和悬架刚性。

目前被广泛宣传的双腔空气悬架,实际上也是空气悬架的一种,特别之处在于其空气弹簧中设计成两个气室。通过改变两个气室的气压,能够提供相比单腔空气悬架更广泛的调节范围。

而随着传感器、ECU等的发展,目前的悬架系统已经往更实时的自动调整发展。甚至可以根据激光雷达对前方路面进行扫描,对即将到来的路面提前让悬架系统进行调整,让车辆真正达到如履平地的效果。

更紧凑、带能量回收的电控液压悬架
汽车悬架的本质,是如何快速调整悬架的刚性和高度,延迟越低,调整幅度越大,那么体验的效果就能越好。

蔚来此前在ET9上演示的天行主动悬架,能够完全适应路面上的减速带,及时改变悬挂行程,真正实现如履平地的效果。

而在这背后的功臣,同样是液压悬架。但与市面上其他量产车型不同的是,ET9上使用了一种称为高带宽主动悬架(CM1)的技术。

这种技术是由ClearMotion开发,核心是一个被称为Activalve的电机驱动的液压泵系统,它由几个关键部分组成:噪音消除装置、内啮合齿轮泵、微型无刷直流电机,以及底部的微处理器、功率器件和传感器。

相比其他的主动液压系统,CM1的主要的特点可以概括为三点:能量回收、高度集成化、软件定义。

首先是能量回收,过去悬架在形式过程中的压缩等动作,所产生的能量大部分以热能的形式散发出去,而CM1中的Activalve设备,可以在弹簧收缩时,通过液压油的流动来将压缩动能转化为机械能,并通过电机将这些机械能反向转换为电能,这在电动汽车中更能带来节能的效果。

根据官方介绍,ClearMotion的能量回收系统瞬时功率最大可以达到5kW,这可以大幅降低悬架在整车中的能耗占比,降低对电动汽车续航的影响。

集成化方面,主要在于Activalve的高度集成化,将噪音消除装置、内啮合齿轮泵、微型无刷直流电机,以及底部的微处理器、功率器件和传感器等部件集成到能够附着在避震器上的Activalve。

同时Activalve也是一个以软件为中心的电液装置,用于监测、处理和响应路况,并能够通过软件更新来提升性能和功能,包括与自动驾驶系统的联动。

小结:

汽车电气化的趋势,不仅仅是在智能座舱,“彩电冰箱大沙发”上,驱动能源的改变,也在影响着汽车悬架的发展方向。未来汽车悬架系统也将随着更多新技术的加入,而变得更加智能。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电动汽车
    +关注

    关注

    155

    文章

    11116

    浏览量

    222921
  • 汽车悬架
    +关注

    关注

    0

    文章

    3

    浏览量

    5758
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    意法半导体主动悬架系统解决方案

    随着中国智能电动汽车快速发展,动力电池使乘用车的平均车重增加,配备被动悬架的电车,需要更大刚度的弹簧来支撑,以及阻尼调控更灵活的减震器来消耗弹性势能,车辆的动态操控也完全由路面决定,这显然会影响乘坐
    的头像 发表于 04-12 17:15 359次阅读
    意法半导体主动<b class='flag-5'>悬架</b>系统解决方案

    2024年中国新能源汽车产业发展十大趋势

    我国汽车产业在过去一年里经历种种变化,新能源汽车产业发展深受瞩目。最近,中国电动汽车百人会对2024年新能源汽车
    的头像 发表于 02-26 11:21 1030次阅读

    汽车电子空气悬架的原理

    空气悬架,它的原理是根据路况的不同以及距离传感器的信号,行车电脑会判断出车身高度变化,使弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘离地间隙,以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性。
    的头像 发表于 12-29 10:53 328次阅读
    <b class='flag-5'>汽车</b>电子空气<b class='flag-5'>悬架</b>的原理

    汽车悬架底盘部件自动化生产线3d检测蓝光三维测量自动化设

    随着汽车工业的不断发展,对于汽车零部件的制造质量和精度要求也在不断提高。汽车悬架底盘部件作为汽车的重要组成部分,其制造质量和精度直接影响到整
    的头像 发表于 11-29 15:28 253次阅读
    <b class='flag-5'>汽车悬架</b>底盘部件自动化生产线3d检测蓝光三维测量自动化设

    什么是换电呢?换电真能突破电动汽车发展瓶颈吗?

    什么是换电呢?换电真能突破电动汽车发展瓶颈吗? 换电是指在电动汽车行驶过程中,到达特定的服务站点,将电动汽车的电池组以换电方式进行更换的服务。
    的头像 发表于 11-06 10:56 1049次阅读

    全球电动汽车电池市场的技术发展与挑战

    电动汽车(EV)市场蓬勃发展的时代,现代汽车不仅仅是一个汽车制造商,更是在这个领域里的领军者。随着电动化时代的到来,
    发表于 10-16 14:16 210次阅读
    全球<b class='flag-5'>电动汽车</b>电池市场的技术<b class='flag-5'>发展</b>与挑战

    新能源汽车充电市场的三大趋势

    这三大趋势将推动电动汽车充电市场的发展,为更快速、更高效的充电解决方案提供了新的可能性,有望在全球范围内促进电动汽车的普及。向更高电压架构的过渡有望提高性能并缩短充电时间,同时监管举措
    的头像 发表于 09-27 10:26 1185次阅读
    新能源<b class='flag-5'>汽车</b>充电市场的三大<b class='flag-5'>趋势</b>

    基于stm32的电动汽车交流充电桩设计与实现

    要推动电动汽车的产业,与之配套的电动汽车充电设施必不可少。本课题提出了一种基于STM32处理器STM32F103ZET6的电动汽车交流充电桩设计与实现方案该方案的设计目标是设计一款小
    发表于 09-21 07:58

    电动汽车电机领域的发展趋势

    电动汽车是实现交通领域零排放的一项前景广阔的全球战略。更严格的排放标准和电池的改进(成本更低、续航里程更长)有助于电动汽车发展
    的头像 发表于 08-25 10:54 825次阅读
    <b class='flag-5'>电动汽车</b>电机领域的<b class='flag-5'>发展趋势</b>

    汽车悬架异响怎么解决

       随着汽车普及化,顾客对汽车体验感的要求越来越严格,尤其在感知质量方面,整车的异响问题对驾驶的体验感目前是市场上反应最大的感知质量问题。文章主要介绍了麦弗逊悬架异响问题主要存在的几种类型,并提
    的头像 发表于 08-07 10:35 978次阅读
    <b class='flag-5'>汽车</b>前<b class='flag-5'>悬架</b>异响怎么解决

    新能源电动汽车充电站及云平台发展趋势探讨

    低,续航时间短,成为发展弊端。为解决这一需求,除克服对电池本身研究外,还需大力建设电动汽车充电站作为配套实施,以满足长时间运行的需求。基于此,文章就新能源电动汽车充电站发展趋势进行分析
    的头像 发表于 08-02 08:48 342次阅读
    新能源<b class='flag-5'>电动汽车</b>充电站及云平台<b class='flag-5'>发展趋势</b>探讨

    电动汽车悬架动态特性仿真

    目前应用于电动车悬架动态特性控制系统的控制理论比较多,主要有最优控制、预测控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制以及复合控制等 [1] [2] [3] 。模糊控制由于不需要建立被控对象的精确数学模型,且对于非线性对象具有良好的Robust和高控制精度的特点
    的头像 发表于 07-29 08:54 1217次阅读
    <b class='flag-5'>电动汽车悬架</b>动态特性仿真

    工程师说 | 电动汽车充电站市场趋势和技术趋势

    摘要 近年,汽车(EV)的电气化正在世界各地迅速发展,充电站的普及对于电动汽车发展有着非常重要的支撑。本文我们将介绍电动汽车充电站的市场
    的头像 发表于 07-20 18:10 541次阅读
    工程师说 | <b class='flag-5'>电动汽车</b>充电站市场<b class='flag-5'>趋势</b>和技术<b class='flag-5'>趋势</b>

    汽车芯片的智能化和电动趋势

    汽车的智能化和电动趋势,势必带动车用半导体的价值量提升,其中功率半导体和模拟芯片便迎来了发展良机。
    发表于 07-18 10:18 379次阅读

    纳芯微车规级芯片助力汽车电动化和智能化的发展趋势前进

    发展趋势前进 纳芯微,可靠的OBC/DCDC解决方案 纳芯微 凭借多年车规级产品量产经验 及全面的质量管理体系 能够提供专业且全面的 OBC/DCDC解决方案 信号感知、隔离接口、功率驱动 丰富产品满足多元需求 (纳芯微汽车OBC/DCDC解决方案) 信号感知 纳芯微的
    的头像 发表于 05-26 09:25 739次阅读
    纳芯微车规级芯片助力<b class='flag-5'>汽车</b>向<b class='flag-5'>电动</b>化和智能化的<b class='flag-5'>发展趋势</b>前进