空气悬架工作原理、未来趋势及优劣势分析

升级趋势，自主品牌助力搭载门槛下探。

1.工作原理：传感器识别→ECU 控制→空簧减振器总成调节

首先，由主要分布于车身前端的各类传感器实时监测车身的速度、加速度、高度等运 动状态，并识别潜在的路面冲击（在具备高阶环境识别系统的主动悬架配置下才可实现， 半主动悬架主要根据输入指令进行调整），通过网路传输至控制单元。其次，ECU 接受各 类信号后，结合车辆载荷、系统预设及驾驶员需求后确认对应工况下最优的底盘状态，并 将指令传输至各执行单元。最后，根据 ECU 发出的指令，由气源装置提供空气源，通过分 配阀对空簧气囊进行充放气操作，进而自适应调节车身高度，同时配合调节减振器的阻尼 系数，对悬架高度、刚度和阻尼进行实时综合调整，以保证车辆舒适性、能耗经济性、通 过性、便利性和操稳性，全面提升驾乘品质。

与传统悬架工作原理相一致的是，空气弹簧与 CDC 减振器之间也是相辅相成的关系， 空气弹簧能够通过簧内气压变化来改变车身的高度以及弹簧刚度，CDC 减振器可以通过阻 尼系数的连续变化来调节悬架软硬，两者共同作用则能够提升驾乘的舒适性和操控性。 在车辆高速行驶时，气囊气压较大且阻尼增大，悬架变硬，以提高车身操纵性；而长 时间低速行驶时，ECU 会识别为正在经过颠簸路面，通过减小气囊气压并调节阻尼，使悬 架变软来提高减振舒适性。比传统悬架更进一步的是，空悬系统能够调节底盘离地距离， 在高速行驶时车身高度自动降低，以提高贴地性能，确保良好的高速行驶稳定性并降低风 阻和油耗，而在慢速通过颠簸路面时底盘则会自动升高，以提高通过性能。

2.未来发展趋势：功能不断向智能化升级，融入更加集中的中央域控

一方面，以奔驰、宝马为代表的豪华车制造商已开始探索更为高阶的智能主动空气悬 架，通过在现有传感器的基础上，增加由摄像头和雷达组合而成的环境感知系统，实现对 前方路面状况更加精准及时的识别，通过更强算力的控制器来实现悬架系统的自主智能化 调节，例如奔驰的魔毯智能化车体控制系统（Magic Body Control）。 另一方面，电控悬架功能往往与转向系统控制及制动控制系统相结合，共同组成底盘 控制的核心要点。在汽车电子电器架构由分布式迈向融合式的趋势下，算力更强劲、功能 更集中、软件迭代更容易的中央域控制器将有望取代独立 ECU，对整个底盘功能进行调 节。除此之外，ADAS 对于车载环境感知系统的需求也与魔毯悬架的配置部分重合，二者 可以复用部分传感器，提供融合感知解决方案。

3. 优劣势分析：高配置及维修成本带来的舒适性、操控性与通过性

空气悬架的弹性特性具有非线性、自适应的特点，可使汽车簧载质量的偏频在负载变 化时保持相对稳定，具有质量轻、内摩擦小、隔振消声特性好等优势，搭载空气悬架系统 的汽车在运行中能获得良好的平顺性和道路友好性。

1) 悬架软硬可调节，平衡操稳性与平顺性

通过接收来自传感器、CAN 以及驾驶员输入信息，ECU 能够进行综合处理并输出指 令，调节空簧气囊的气体量及气压以改变弹簧刚度，同时辅以减振器阻尼系数的调整，利 用二者配合来实现悬架硬度的切换，实现不同场景下操稳性与平顺性的平衡。

2) 利用气体压缩性，隔振效果与承载能力更好

空气弹簧内部的气体具有可压缩性，对应的隔振效果就会比传统钢制弹簧更佳，在遇 到不平路面冲击时，很多细小震动不易传递到车内，从而可以提升整车的舒适性。对于重 型车辆而言，空气弹簧还能够有效控制车轮动载，具有道路友好性。

3) 车身高度能变化，有助于提升通过性与经济性

空气弹簧气缸内的充放气过程还能够对弹簧行程和长度进行调整，从而自适应调节车 身离地高度。在颠簸路况下，抬高底盘能够防止刮蹭，提高道路通过性；在平顺路况下， 调低底盘能够降低风阻，辅以空气弹簧自身的轻量化，降低能耗，使得电动车能够拥有更 高的续航里程，提升整体经济性。 空气悬架能够带来驾乘体验的升级，但与之对应的就是更加高昂的配置成本与后续保 养维修费用： 一方面，空悬系统与传统悬架相比多出了气源装置、传感器、控制单元、管路等部 件，加上空气弹簧本身价值量的提升，目前整套空气悬架总单车价值量在 1.1-1.6 万元左 右，是传统钢制悬架的数倍，预计在未来国产化空气悬架整体价格将控制在 8000 元以 内。 另一方面，由于空气悬架中各部件的精密复杂程度高，因此在实际运用中损坏的概率 更大，对应的维修成本更高。例如空气弹簧所用的橡胶由于长时间暴露在空气中，耐磨损 和抗老化能力相对较弱，若弹性元件损坏整个系统就会失效，因此乘用车空气弹簧的维保 相对钢制弹簧而言更短。