把握空气悬架下探机遇 航天鼎信志在自研智能悬架系统

近年来,随着我国新能源汽车市场的蓬勃发展以及自主品牌在新能源高端化领域的持续发力,一种性能更为先进的悬架系统开始频频出现在自主品牌高端新车型上,它就是目前市场上大火的空气悬架系统。

与普通悬架系统相比,空气悬架系统通过控制车身高度、车身倾斜度和调整减振阻尼力等,可以显著提升车辆的操控性和舒适性,同时提高汽车底盘的智能化水平。基于此,自2017年起,蔚来、红旗、岚图、极氪等自主品牌旗下高端新车型开始相继配备空气悬架系统,并将其作为一大宣传点。

电控减振器,空气悬架的“完美拍档”

从系统构成上来看,空气悬架系统表面上最大的变化是将乘用车当前普遍采用的螺旋弹簧替换成空气弹簧,但实际上该系统结构复杂,主要包括空气弹簧、供气单元(压缩机、储气罐、分配阀等)、控制系统、空气管路等部件。此外,空气悬架系统还需要配合电控阻尼减振器使用。

乘用车电控悬架系统结构;图片来源:航天鼎信

据了解,与普通减振器相比,电控减振器系统实现了从传统的机械控制到电气控制的重大突破,在车辆舒适性和操稳性上性能更加优异。通常,业界在评价一辆车的底盘性能时都会从平顺性和操稳性两个方面考虑,平顺性决定车辆的舒适性,操稳性强调车辆的安全性,但这两个指标往往是对立出现的。普通的被动减振器只能在二者之间折中选择一个固定状态,而电控减振器可以完美地兼顾车辆的平顺性和操稳性,当车辆需要平顺性时给出平顺性的阻尼力输出,需要操稳性能时给出满足操稳的阻尼力输出。

具体在空气悬架系统中,电控减振器和空气悬架则是互相促进提升的关系:一方面,空悬能更好的隔离振动,在减振器基础上提供更好的舒适性;另一方面,电控减振器在空气悬架高度升降时,可以匹配相应的阻尼力,为整车提供一个好的偏频和安全状态;此外,电控减振器在空悬系统中可以共用控制器和传感器,为整车提供更好的平顺性和操稳性表现。

把握市场机遇,本土悬架系统供应商积极探索

在乘用车领域,空气悬架系统是一种高级配置,此前多应用于保时捷、BBA、沃尔沃等豪华品牌车型上,而这些标配空悬系统的豪华车型售价均在70万元以上,选装也要50万元起。

配备空悬系统的车型售价如此之高,很大一部分原因是该系统供应资源较少,且相关部件存在着一定的技术壁垒。以电控减振器为例,国外供应商由于起步较早,技术更为先进,成为该部件的主要供应商,国内企业鲜少有机会涉足。

对于电控减振器形成这一供应局面的原因,浙江鼎信航天科技有限公司(以下简称:航天鼎信)执行董事闫雷鸣分析指出,主要有三点:

第一,从需求侧来看,大部分电控减振器应用在高端车型上,以前高端车型多为合资车型,而合资车型习惯性地采用外资企业的产品;

第二,中高端的减振器产品长期被国外企业所占据。国内做减振器的企业起步较晚,在技术和生产制造工艺上与国外有所差距,且在市场上也没有话语权;

第三,减振器尤其是电控减振器相对比较复杂,在汽车零部件中又是使用最为频繁的,减振器的弹簧、活塞杆、阀片、橡胶件等都对产品有所影响。

所幸的是,随着国内自主品牌向上以及造车新势力的崛起,空悬系统的应用正在逐步下探,同时也为本土企业在电控减振器领域的配套应用创造了大量的市场需求点。因此,把握这一发展机遇,实现电控减振器的自主突破甚至是国产化替代,成为所有本土供应商的重要课题。

作为国内新晋的汽车智能悬架系统新科技的探索者,航天鼎信智能悬架系统研发负责人廖安志表示,从技术层面来看,电控减振器本身并不难,甚至可以说在专业技术方面不存在壁垒。

“这个技术在国外上个世纪就已经提出了,但是它对关键零部件的性能提升、一致性保障、成本控制、尤其是针对不同车型适应性上比较难,比如减振器要用到的电磁阀,国内目前的电磁比例阀性能还需要进一步提升。除了器件以外,电控减振器的控制算法也是电控减振器的难点之一。”廖安志说道。

图片来源:航天鼎信

值得一提的是,面对国内电控减振器研发过程中的难点,航天鼎信均取得了突破。据介绍,航天鼎信国内首创全新数字阀替代传统的比例阀进行减振器阻尼控制,并且实现了电控减振器系统所有元件的模块化开发,能够快速应对主机厂的开发需求。目前公司已经和多家主机厂开展合作预研,正在和几家主机厂开展电控减振器系统同步开发。

多年研发攻坚和持续投入,航天鼎信志在自研智能悬架系统

可以说,航天鼎信在电控减振器方面取得的进展,对整个国产汽车悬架系统的相关配套而言是重大利好。作为本土悬架系统及核心部件供应商,航天鼎信取得当前的突破,与其深厚的技术沉淀和积累密不可分。

据了解,航天鼎信隶属中国航天科技集团四川航天工业集团,在航天技术应用产业发展战略的重点推动下,在汽车零部件行业形成了以汽车减振器零部件为核心的成熟产品体系。基于减振器研发和生产,公司研发团队自2012年开始进行电控减振器的开发,并将电磁阀、电控系统等成熟可靠的航天技术融入系统产品的开发中,成为国内最早一批在该领域发力的厂商。

图片来源:航天鼎信

随后,公司组建了一支富有经验和创造力的团队开始智能悬架板块的深入研发,其中由博士、硕士、研究员等高精尖人才组成的技术研发团队占到公司总人数的30%。同时,为了推进科技成果的快速转换落地,航天鼎信积极与业内专家进行交流,还与西南交大、兰州理工大学、西华大学等国内科研院校进行深度合作。秉承着开放合作的心态,航天鼎信与车企进行联合研发,快速推动产品的创新迭代。如与北汽项目合作中,仅仅8个月时间就完成了控制器的三次迭代。

基于多年的研发攻坚和持续投入,航天鼎信自研DASS数字式主动悬架系统,在智能化和轻量化上都实现了较大的提升。

据廖安志介绍,在智能化上,航天鼎信DASS可以主动调节高度、刚度、阻尼,响应速度更快,舒适性更好。特别是将航天领域中的高速开关阀结合电磁阀驱动电路的创新设计,能够做到数字阀驱动响应时间不超过1毫秒,这就意味着数字阀可以实现振动衰减和悬架姿态调节,带来更加优越的舒适性。轻量化方面,针对特殊应用场景比如飞行汽车,DASS有望实现重量减轻超过20%。

图片来源:航天鼎信

在航天鼎信的企业介绍中有这样一句话:“为所有汽车研发最好的中国智能悬架系统”。对于这句话背后所诠释的意义,闫雷鸣解释称,“我们经历了一个从跟随到原创的过程,最终是朝着先进引领、中国自主的方向发展,以实现全系统自研和主动解决问题的能力,通过不断的创新去高效匹配车企新需求和新理念。”

2021 年,国务院制定发布的“十四五”专项发展规划和工作方案中,重点提到要突破新能源汽车高性能动力系统等关键技术,加快研发线控底盘和智能终端等关键部件。航天鼎信自研具备国际竞争力的智能悬架系统,可谓紧跟了国家的号召。

根据规划,航天鼎信未来的重心会聚焦在先进的主流悬架系统技术方面,包括对减振器、控制器、传感器等器件级产品不断开发升级,对DASS进行深入研究,在技术创新的同时实现产品产业化,最终实现可完全替代进口产品,为中国制造业2025宏观战略提供重要支撑,也为汽车“五化”发展提供长期推广应用价值。