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新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【Part 1】

新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【Part 1】 电力电子系统应用智库
2025-05-06
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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!

导言:过去一年,主流车企在汽车悬架技术层面先后展示过蔚来香槟塔不倒,仰望U7车顶咏春平稳挑战,华为尊界白沙不扬,玻璃不碎,踏水无痕等各种不同悬架技术,主动悬架技术的狂飙为驾乘人员舒适性带来了前所未有的舒适性无论是紧急变道时的侧倾抑制,还是加减速导致的俯仰摆动,主动悬架技术均可以将车身晃动幅度降低90%以上,彻底告别“乘车眩晕症”;在这些舒适性背后的悬架技术是如何实施开展以实现相关功能,特别是高压电驱技术如何在悬架领域大展手脚,拓展电驱技术应用场景本文试图逐一揭秘。


引用:比亚迪



目录


1.不同悬架种类澄清

    • 1.1 智能底盘技术路线
    • 1.2 汽车悬架及其重要特性参数:刚度和阻尼
    • 1.3 被动悬架,半主动悬架,主动悬架的两种定义,哪种更合理?
    • 1.4 什么是线控悬架?

2.悬架关键组件弹簧的分类及特性分析(待更新)

    • 2.1 钢板弹簧

    • 2.2 螺旋弹簧

    • 2.3 空气弹簧

3.悬架关键组将减振器的分类及特性分析(待更新)

    • 3.1 常规液压减振器

    • 3.2 PHC 减振器

    • 3.3 磁流变减振器

    • 3.4 CDC减振器

4.电机控制系统(中高压)在主动悬架中的应用(待更新)

    • 4.1 48V/400V/800V 全主动悬架液压泵

    • 4.2 直线电机磁悬浮技术实现全主动悬架功能

5.主流车型主动悬架技术分析及电驱技术应用(待更新)

    • 5.1 蔚来ET9天行智能底盘及48V电机控制

    • 5.2 比亚迪云辇C/A/P/X/Z不同底盘方案悬架技术分析及电驱技术应用

    • 5.3 其他车型悬架技术分析展开

6.总结与展望(待更新)



01 不同悬架种类澄清


1.1智能底盘技术路线


汽车底盘一般由传动系统,转向系统,制动系统和悬架系统构成,汽车电动化智能化发展趋势,叠加自主品牌向上突破与国产降本的多重因素驱动,汽车底盘技术正在从传动底盘,电动底盘向智能底盘发展迭代,如下图所示为乘用车智能底盘技术的发展路径,在汽车X,Y,Z三个方向的线控化,自适应控制能力,集中控制与功能安全方面均做出了一定的要求。

引用:《电动汽车智能底盘技术路线图》,2023.6


而底盘悬架系统对车辆行驶的舒适性和稳定性起着至关重要作用,比如缓冲减振,保证车轮与地面良好接触,提高车辆操纵稳定性,保护车辆零部件和优化车辆行驶性能等;智能底盘迭代发展的同时,同步推动汽车悬架技术正由半主动悬架向主动悬架升级。而主动悬架技术由于历史积累及不同公司技术路线的不同,呈现出多种技术方案百花齐放的趋势,本文将试图将相关方案逐一进行技术解析;同时,在所有不同技术路线中,相同的变化趋势就是电动化替代机械执行方案,也就是说电驱动的技术正在通过不同的形式融入底盘悬架的创新应用为车辆垂向的运动控制带来前所未有的驾乘体验。



1.2 汽车悬架及其重要特性参数:刚度和阻尼


汽车悬架是车身与车轮之间作连接的传力机构,对车身起到支撑与减振作用。悬架系统关键部件主要包括弹性元件,减振器和稳定杆等,其中最重要的两个特性参数分别是刚度和阻尼


引用:网络


刚度是衡量悬架系统垂向抵抗变形能力的特性参数,等于悬架承受度的载荷与该载荷引起的悬架变形的比值;悬架系统刚度越高,车辆位移越难,车辆就会越稳定,不过车辆的舒适性就会变低;悬架刚度越低,车辆行驶过程中路米娜冲击带来的共振越小,也就是舒适性越好,但是太小刚度会使得车辆姿态难以保持,会带来高速过弯侧倾严重等问题。


阻尼是指车辆对车轮振动能力的抑制,阻尼器通过消耗振动的动能来减少车辆的弹跳;阻尼器的阻力越大,车轮振动就会受到抑制,车辆行驶舒适性就会越好,车辆转向的操纵稳定性也会越好;但是如果阻尼力过高,就会使得悬架变得僵硬,无法灵活适应路面的变化,从而影响车辆的操控性能。

引用:网络



1.3 被动悬架,半主动悬架,主动悬架的两种定义,哪种更合理?


行业内对不同悬架的定义通常有以下两种定义方式:


    • 按照悬架特性参数是否可调(被控制):


悬架系统可以分为被动悬架,半主动悬架和主动悬架被动悬架为纯机械结构,刚度和阻尼均不可调其刚度和阻尼参数在汽车出厂时就已经被限定死不能变化;半主动悬架刚度和阻尼中一项可调由于改变阻尼较为容易,一般体现为可变阻尼悬架结构;主动悬架的刚度和阻尼均可调节。下图所示为三种不同悬架的结构的示意图。


引用:EDT电驱时代


    • 按照悬架控制方式不同:


被动悬架的阻尼和刚度均不可以被控制,虽然能在一定程度上改善面对道路颠簸时的振动情况,由于不能改变刚度和阻尼,同时也不能根据驾驶环境和需求即使变化调整悬架,因此被动悬架对车内的驾乘人员感受的改善程度有限,半主动悬架仅可以调节阻尼力(如通过改变减振器油液流通孔径),不会主动产生推拉悬架的力,根据车身高度传感器,车辆加速度传感器等信息监测路况,被动调整悬架特性参数;全主动悬架可以同时调节阻尼力和主动力(通过液压/电机驱动等方式主动推拉悬架),根据自动驾驶相关摄像头传感器,导航系统等路况输入信息,实时控制主动输出力,直接抵抗车身的振动或者侧倾。


相比于被动悬架和半主动悬架,主动悬架优势在于能够主动产生抵抗车轮与车身垂向运动的力,独立控制车辆每个轮子的"反作用抵抗力",全主动悬架在应对复杂路况时能够表现出更为出色的响应速度和响应性能。


引用:Vibracoustic


两种定义对于半主动悬架的定义,在只能调节阻尼力的角度是相同的,而第二种定义还强调了是否可以产生推拉悬架的主动力是区分半主动悬架和主动悬架的重要标志。实际应用中要结合两个定义进行应用,通过两个特性来区分半主动悬架和主动悬架:一是是否可以同时调节阻尼和刚度,二是是否能够提供推拉悬架的主动力,如果这两个特性都具备,就可以称为主动悬架,反之则称为半主动悬架。



1.4 什么是线控悬架?


半主动悬架和主动悬架均属于线控悬架,即通过对弹性元件和减振器进行技术升级,使之成为可以主动控制调节的元件,结合电气软件控制系统,实现汽车悬架的智能化调节。


车辆行驶的舒适稳定性和操控可控在一定程度上是由汽车悬架性能的优劣决定的,传统的被动悬架缺乏实时改变悬架参数及改善各项性能的能力;线控悬架则能够通过传感器,控制单元和执行器等组件,实时监测车辆载荷,运动状态,行驶路面状况等变化,自主调节悬架系统刚度,形状,阻尼和车身高度等参数进而调整车身运动状态,以适应不同的路面和行驶状况,使车辆具有良好平顺性,操控性和舒适性。


引用:蔚来


| 电力电子系统应用智库备注:本系列文章内容较多,按照多次更新方式逐步更新,本文为第一部分。


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