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车辆实现极致操控与超级舒适兼容的秘密? | 保时捷不同动态底盘控制系统及液压互联主动稳定杆(ehPDCC)技术解析

车辆实现极致操控与超级舒适兼容的秘密? | 保时捷不同动态底盘控制系统及液压互联主动稳定杆(ehPDCC)技术解析 电力电子系统应用智库
2025-09-14
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导读:和电力电子系统应用智库一起,见证电力电子大发展的时代。

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导言:在文章《底盘电动化趋势下,液压技术在悬架领域如何老当益壮? | 液压互联智能悬架搭载车型及技术解析》中,曾对液压互联技术进行了技术解析,在文章《库里南同款:48V主动稳定杆首发中国品牌极氪9X | 主动稳定杆技术分析及搭载车型概览》中曾对主动稳定杆技术做过技术解析。随着最近新款保时捷911 Turbo S全球首发,其在所有车型中均标配了电动液压保时捷动态底盘控制系统(ehPDCC)系统,从技术上分析,该系统相当于结合了液压互联技术与主动稳定杆技术,那么这么一款底盘防侧倾技术方案,与保时捷其他类型的底盘技术,比如PASM,PDCC,PAR,4D Dynamics control有何区别,各自有什么特点,本文逐一进行技术解析。

引用:Porsche



目录


1.保时捷车型及动力底盘技术简介

    • 1.1 保时捷车型简介

    • 1.2 保时捷动力总成技术引领行业发展

    • 1.3 保时捷底盘技术赋能车辆极致动态性能

2.保时捷底盘技术

    • 2.1 PASM保时捷主动悬架管理系统

    • 2.2 PDCC保时捷动态底盘控制系统

    • 2.3 PAR保时捷主动底盘系统

    • 2.4 4D Chassis Control 4D底盘控制系统

3.ehPDCC电动液压动态底盘控制系统

4.主动稳定杆技术发展路线图探讨及总结


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01 保时捷车型及动力底盘技术简介


1.1 保时捷车型简介


保时捷的车型覆盖了跑车,纯电,豪华轿车与SUV四大产品线,覆盖从入门到高性能及赛道取向,满足从日常通勤到赛道驾驶的多元需求;911车型为后置后驱/四驱经典跑车,Taycan为纯电四门轿跑,覆盖入门至高性能版;Panamera 为豪华四门GT,提供汽油与E-Hybrid插混;Macan为紧凑型高性能SUV,汽油与电动化版本并行;Cayenne为中大型高性能SUV,汽油,混动,纯电多动力布局。其中Taycan为纯电配置车型,搭载了800V高压电池。


来源:Porsche


在其车型命名规则方面,4代表四驱,S代表运动增强,GT表示赛道强化,RS表示赛道最高阶,E-Hybrid表示插电混动。



1.2 保时捷动力总成技术引领行业发展


在动力总成领域,当前新能源高端车型中使用最多的高压800V电气架构平台,保时捷率先在其Taycan车型上进行量产,从而开创了800V电气架构的新纪元。


特别是保时捷最新研发的高集成度的交流电池:144个功率MOSFET通过18个电池模块不同连接方式,将直流电转换为三相交流电技术,将动力总成多个组件集中在一个单一部件中,由一个统一的控制器进行管理,如下图所示。


来源:Porsche


汽车动力总成的发展趋势是向组件的高度集成方向迈进,因此保时捷开发的交流电池技术,由多个独立组件组成:一块配有电池管理系统的高压电池,一套用于控制器电机的功率电子设备,一个用于交流充电的车载充电器。这套系统将高压电池区分为18个独立的电池模块,并按照三相分布,这些模块可以通过功率半导体开关单独进行控制。通过将各个电池模块灵活地组合为一个模块化多级串并联转换器(MMSPC),作为分布式实时系统可以动态模拟电压曲线,从而直接由电池模块的直流电压生成用于电机驱动的正弦波三相交流电。同时,MMSPC不仅可以用于在行驶过程中直接驱动电机,还可以实现与交流电网的直接连接,从而为电池充电。


这一技术属于电力电子的高度集成技术,实现了大幅度的系统集成,与传统原型控制相比,可以实现更快的功能开发。



1.3 保时捷底盘技术赋能车辆极致动态性能


随着汽车底盘技术朝着电子化、主动化方向大步迈进,保时捷的底盘技术也诞生了一系列先进技术。


保时捷主动悬挂管理系统(PASM)是其中的典型代表。它能实时连续调节阻尼,广泛搭载于全系车型。通过传感器实时监测车辆的行驶状态、路面状况以及驾驶员的操作意图,如转向、加速、刹车等动作,PASM 系统可在每秒内进行数百次的计算,并据此对四个车轮的减震器阻尼进行精准调整。


主动侧倾控制(PDCC)技术则主要用于抑制车辆过弯时的侧倾现象。在过弯时,系统会自动增加外侧车轮的防倾杆刚度,减少车身侧倾,使车辆能够更平稳、快速地通过弯道,配合 PASM 系统,让车辆的操控稳定性达到了新的高度。


后驱转向技术在保时捷车型上也发挥着重要作用。选装后桥转向系统后,车辆在低速行驶时,后轮与前轮反向转动,有效减小转弯半径,使车辆更加灵活,在狭窄道路掉头、停车入库等场景中操作更加便捷;而在高速行驶时,后轮与前轮同向转动,增加车辆的行驶稳定性,在高速变线、超车等操作中,车辆能保持稳定的行驶轨迹,提升驾驶安全性 。


来源:网络


保时捷的 4D Chassis Control 系统更是底盘技术的一大飞跃。它如同底盘的 “中央大脑”,将加速度、转向、路面激励等多方面的传感器数据进行融合建模,实现毫秒级的同步运算。通过统一调度底盘各子系统,如 PASM、PDCC、悬挂系统等,使它们协同工作,减少子系统之间的 “不协调”,极大提升了底盘响应的一致性和整体性能。


在一些车型上配备的 Active Ride 主动悬挂技术同样引人注目。它采用电动液压主动作动方式,能够独立控制每个车轮的垂直运动,无需传统防倾杆即可实现主动抬升或下压车轮。这不仅能进一步抑制车辆的俯仰与侧倾,还支持如 “压弯”“俯仰补偿” 等独特的姿态优化功能,为驾驶者带来前所未有的操控体验和乘坐舒适性 。


来源:Porsche



02 保时捷底盘技术


2.1 PASM保时捷主动悬架管理系统


PASM: Porsche Active Suspension Management, 保时捷主动悬架管理系统;是一套连续阻尼可调电子控制系统,可以在毫秒内对车的四个减振器独立调节,兼顾舒适性与操控动态驾驶表现。


PASM可以根据路况和驾驶员所选择的驾驶模式,主动且持续地控制阻尼力;汽车内的各种传感器会监测转向输入,加速和刹车情况以及路况等多种变量,随后,PASM能够在短短几毫秒内自动调整悬架设置,以提供相应的操控性和乘坐舒适性。


来源:Porsche


根据不同的车型,其驾驶模式会有不同;对于Taycan车型,其主要有如下图所示的三种驾驶模式:标准模式,非常适合高效节能驾驶,提供较为柔和的悬架特性;运动+ 模式会让悬架变硬(同时也会影响其他特性,比如更快的换挡速度和油门响应),从而变得比较适合赛道行驶;而运动模式的悬架软硬则居于标准模式和运动+模式之间,满足运动模式下操纵稳定性的同时,兼顾日常标准驾驶需求。


来源:Porsche


需要说明的是,对于配置PASM的车型,通常会与不同型式的弹簧组合使用,从而实现车身不同高度的调节。如下图所示,可以分为5个不同的车身高度调节,Medium表示标准的底盘悬架高度设置,High表示用于越野模式的底盘配置,Lowered表示底盘高度间隙相较于Medium减少10mm,Low表示底盘高度间隙相较于Medium减少22mm,以适用于运动驾驶模式,Lift表示相较于Medium增加底盘高度30mm,在车速低于30km/h时支持驾驶员选择车身高度调节模式,但是在车速高于30km/h时,则不支持自主选择车身底盘高度选择。


来源:Porsche


从实现原理角度看,保时捷PASM系统工作原理的本质就是CDC减振器+不同配置的空气弹簧(螺簧,单腔空簧,双腔空簧,三腔空簧);根据不同的车型,其配置的弹簧不同,比如保时捷Taycan 4S全系标配PASM,常规版为三腔室空气悬架+PASM,Cross Turismo版为双腔空气悬架+PASM。


来源:Porsche


对于注重日常驾驶选择,PASM已经可以覆盖大部分需求;对于追求赛道/极限操控的车型,可以选择PASM与PDCC搭配使用,其中PDCC的工作原理将在下节中解析。



2.2 PDCC保时捷动态底盘控制系统


PDCC:Porsche Dynamic Chassis Control,保时捷动态底盘控制系统;是一种先进的主动防侧倾技术,在车辆转弯时能够实时监测并减少侧倾,从而提供更平稳的驾驶体验,核心部件是前桥和后桥的主动横向稳定杆


来源:网络


PDCC的工作原理为在系统中车辆前后轴各配备了2段式防侧倾杆,通过扭转形变抵消侧倾力。


PDCC的效果:由于PDCC系统介入,车辆的行驶性能和操纵稳定性得到了显著改善,尤其是在多弯道路况和高车速情况下,它通过减少侧倾来提高车辆动态性能。


PDCC输入参数:包括行车速度,横向加速度,转向角度,纵向加速度以及转向过度和转向不足等信号,这些参数共同参与,确保系统能够在最佳时机进行干预,以提供最佳的驾驶体验。


在日常驾驶中,PDCC 的优势十分显著。它不仅能提升过弯性能,还能大幅改善乘坐舒适性;通过减少车辆在急弯时的倾斜,驾驶者与乘客能享受更平稳的驾乘体验,既愉悦又不易疲劳。这意味着你能轻松应对蜿蜒山路或城市路况,在保持极致舒适的同时,轻松超越那些配置较弱的车辆。


在越野场景中,崎岖路面对车辆性能是极大考验,而 PDCC 在此刻至关重要。它能针对性调整离地间隙和车轮行程,确保四轮始终与地面接触;这种适应性提升了车辆在湿滑或不平路面上的牵引力,成为探索人迹罕至之路的可靠伙伴。


来源:Porsche


PDCC 最显著的影响体现在操控上。当你在连续弯道中穿梭时,最不希望看到的就是车辆过度倾斜或姿态不稳;PDCC 通过有效抑制车身侧倾,让每一次转向都精准、敏捷。由此带来的操控感让驾驶充满激情,堪比赛车级性能。追求驾驶乐趣的玩家可以尽情挑战车辆极限,完全信赖底盘的最佳表现。


Cayenne车型搭载的是48V液压泵主动横向稳定杆,Panamera常规车型搭载48V机电式主动横向稳定杆;PDCC在Cayenne车型的应用:在Cayenne的越野模式下,PDCC会切换到一个牵引力为主的模式,允许防侧倾杆在两边各一半的情况下进行更多扭转,从而实现更大的轴线交叉度;PDCC在911车型中使用了4个液压缸(每个轮子1个),他们被固定在前后桥的防侧倾杆上,这些液压缸能够主动防侧倾,几乎可以完全补偿车辆的侧倾运动,无论是在转弯,快速换道还是最大横向减速度范围内。


如下图所示为48V液压泵式主动横向稳定杆



液压泵主动稳定杆技术的优点是扭矩输出大(可达1800Nm), 但存在管路泄露风险和维护成本高的问题。


如下图所示为48V机电式主动横向稳定杆



机电式防侧倾杆能够在仅200ms内作出反应,通过增强放侧倾杆刚度来抑制车身侧倾,使得机电式PDCC比液压PDCC反应速度快30%以上。其工作原理在文章《库里南同款:48V主动稳定杆首发中国品牌极氪9X | 主动稳定杆技术分析及搭载车型概览》中也曾介绍过。



2.3 PAR保时捷主动底盘系统


Porsche Active Ride,保时捷主动底盘系统, 是一套高阶的主动底盘悬架控制系统,其核心部件为“高压液压泵+空气弹簧+主动悬架专用双阀减振器”,其可以独立,主动且高频地控制每个车轮垂直运动,在舒适与动态之间实现前所未有的宽广调节范围。



如同在文章《新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【完结篇】》中所描述,Porsche Active Ride的核心组件就是RAPA公司的高压液压泵,其相关描述可以参考文章了解。根据400V和800V不同的电压配置,保时捷在Panamera Turbo 车型上搭载了400V的MPU高压液压泵,如下图所示。



保时捷在Taycan Turbo和4S车型上搭载了800V的MPU高压液压泵,如下图所示。



不管是400V的高压液压泵,还是800V的高压液压泵,从实现原理上来说,都属于Porsche Active Ride技术,其主要特征就是通过MPU高压液压泵按需求向减振器输送液压油流量,在压缩和回弹两端独立快速地叠加控制力,主动抬升或者下压车轮,其控制频率最高可达到13Hz,主动抑制俯仰与侧倾,使得车辆在加速,制动和过弯时近乎保持车身水平。



2.4 4D Chassis Control 4D底盘控制系统


4D Chassis Control底盘控制系统,是底盘所有执行元件的“中央大脑”,其通过采集横向,纵向和垂直加速度三个维度数据,以及根据三个维度加速度信息计算出的车辆状态,将该状态实时共享给其它所有底盘系统,从而为底盘控制增加了第四个维度;同步协调PASM,空气悬架和PDCC各个子系统,实现车辆稳定,舒适与动态响应。





03 ehPDCC电动液压动态底盘控制系统


ehPDCC: Electro-Hydraulically Controlled Porsche Dynamic Chassis Control, 电动液压动态底盘控制系统;是保时捷在新款保时捷911 Turbo S 车型上首发的动态底盘控制系统,如下图所示。


来源:Porsche


最新保时捷911 Turbo S(992.2代)旗舰车型标配ehPDCC系统,动力传动系配备高压电气架构与电池组,标配搭载400V电机驱动液压泵,从车辆高压系统获取能量,集成独立液压蓄能器,通过交叉联动的主动稳定杆实现运作,依托液压油油量根据实时驾驶状态构建液压压力;稳定杆生成支撑力并保持车身平衡,有效抑制转向时的侧倾趋势,提升入弯与出弯时的敏捷性。





04 主动稳定杆技术发展路线图探讨及总结


新款保时捷911 Turbo S采用的电动液压保时捷动态底盘控制系统(ehPDCC),相当于将保时捷一直以来沿用的PDCC防侧倾主动稳定杆技术进行了技术升级,从原来的48V液压泵主动横向稳定杆基础之上,将液压泵集中一处,采用统一的高压液压泵作为动力源,通过液压分配阀将动力源的液压动力分配到四个车轮处的主动稳定杆执行机构,可以称之为交叉联动的主动稳定杆设计。这一技术在抑制车辆转向时的侧倾趋势方面,有非常突出的效果,诞生不可忽略的是,这一技术仍然是基于液压技术的拓展衍生,相当于在911车型原有稳定杆技术上的升级,仍然会存在液压系统管路长,维护复杂的特点。随着48V电动主动稳定杆技术的上车应用,未来主动稳定杆技术也会朝着高压化,如400V/800V的技术方向进化, 而基于液压泵的主动稳定杆技术需要找到其特殊的应用场景和车型,在一些高压机电系统布置困难的特定场合,电动液压保时捷动态底盘控制系统(ehPDCC)仍将会有其应用的场景。



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