作者 | 孟忍冬
编辑 | 德新
当智能汽车越来越像智能电子产品时,最能在它身上找到工业精密感、厚重感的地方很可能是 汽车底盘。
新能源汽车潮到来之后,各大厂商将比拼的重点放在了动力系统、软件系统,尤其是智能驾驶、智能座舱等智能化技术。对于大部分从燃油车转到到电车的“真香党”来说,他们也极为关注底盘。
汽车底盘的发展史与福特发明第一台T型车几乎同时起步。到今天, 相比动力、座舱,汽车底盘变化速度并没有那么快。目前为止,车的悬架、底盘类型不外乎七八种,前悬架大抵分为麦弗逊或双叉臂,后悬架主要类型是三连杆、四连杆、五连杆。
其中最具变革性的提升是 空气悬架的诞生, 为传统悬架增加了弹性元件。尽管如此,这一创造性发明1957年就开始装备在凯迪拉克Eldorado Brougham,但直至60年后新能源汽车潮到来,这个汽车工业中最能体现豪华感的发明,才逐渐成为车展上炙手可热的配置。
在前不久段时间举办的粤港澳大湾区车展上,几乎每一个意欲冲击高端的汽车品牌,都毫不掩饰对空气悬架的狂热。
一名高合的车展工作人员在介绍旗下一款车型时,反复强调标配空悬。东风旗下越野品牌猛士也把空气悬架配置,贴在了本就拥挤的车辆介绍牌中。
在人潮汹涌的比亚迪展台,打卡网红车型仰望U8的观众嘴里也不忘咕哝一句“ 云辇”。云辇是比亚迪今年新发布的自研的智能车身控制系统,主要用途是在面对各种路况下让车身保持平稳,提升乘客的乘坐舒适性。
除了越野车、中大型SUV,在一些MPV及轿跑等车型上也看得见空气悬架。岚图追光、岚图FREE、理想L7、极氪001、极氪009等,一眼望去,成群结队。
空气悬架既是车企展销的亮点,也是消费者对于汽车豪华感最直接的感知。一名Model 3 Performance车主毫不避讳表达对空气悬架的艳羡,他觉得Model 3没有什么亮点配置,更羡慕 Model S、X有空气悬架。
在他的眼里,悬架是一个高成本、买了绝对不吃亏的 硬配置。
现如今,在充分竞争的智能汽车市场中,空气悬架从原属于高端车的奢侈品变成了普通家庭里的实用轻奢。
刘润曾经表达过一个观点,世界上的好生意无非两种,一种是用新技术创造更好的东西,一种是把昂贵的东西变得更便宜。
空气悬架可能两个都占了。
一、电车时代,火了空悬
空气悬架是什么?百度解释是调节车身的稳定系统。这大幅简化了空气悬架在一辆车,尤其是在新能源车上的作用。
人类在追求舒适体验这件事儿花费了不少力气,空气悬架是一个典型。
空气悬架是由 减震系统、气路系统以及控制系统构成的底盘稳定系统,由于使用了空气弹簧+CDC电磁减震器结构,将原本固定的刚度、阻尼数值解绑。
最初,传统汽车上的被动悬架不能调节刚度和阻尼,半主动悬架进步了一些,刚度不可调、阻尼可调,到了以空气悬架为代表的主动式悬架这里,升级为了 刚度可调、阻尼可调。
悬架就像在车辆与道路之间加了一张“地毯”,这块地毯可厚可薄,还能减少震动。
刚度,决定了这块地毯的厚薄,车辆可视路况动态调整悬架软硬度,刚度调节主要由空气弹簧负责实现。阻尼,用来对系统振动造成衰减,让这块地毯不再随着路面颠簸而颠簸,靠CDC电磁减震器实现。
利氪科技副总裁雷晓峰曾在国际Tier 1有多年从事车辆底盘动态控制系统研发与应用的学识和经验,他告诉HiEV,空气弹簧与CDC组合的一个有效应用场景便是乘员的舒适性,通过系统控制能让车辆振动频率保持在1000赫兹左右,达到驾乘者比较舒服的状态。“也可以提高车辆操控性,比如车辆过弯、刹车制动等,性能都会有提升。”
对于中国乘用车市场而言,空气悬架是一份迟来的礼物。
1954年美国通用汽车就提出了主动悬架的概念,此后几十年间空气悬架相关技术都掌握在 百年国际Tier 1手中。
如果将时间拉回10年前,你有可能只在两类车上听说过空悬,一类是以重卡、危货运输车、大客车为主的商用车,另一类主要是豪华品牌的高端车型。
前者主要用途是载货或载客。载货对货物安全性有严格要求,搭载空气悬架确保货车(尤其是危险运输货车)行驶时车身平稳,而大客车载客也更加追求行驶稳定性。90年代曾风行国内的顶级大巴车“灰狗”三十年前就装配空气悬架,现在日常中能见到的客车几无例外,全都配备空悬。
后者则是彰显平稳、高端体验的配置之一。过去六十多年间陆续出现于宝马、奔驰、保时捷、宾利等豪华品牌的高端车型。宝马7系、奥迪A8、奔驰S级、路虎揽胜等均配备空悬,起售价分别为82.8万元、82.89万元、94.68万元、142.8万元。
保时捷卡宴配置空悬
不管是商用车还是乘用车,空悬一直延续着贵族血脉,这份汽车工业不易的礼物也被标明了不菲的价格。因此,空悬长期在国内乘用车市场渗透率不高。
拉开数据,空气悬架在乘用车中的渗透率,近年仍在 3%水平线波动。
据华经产业研究院、信达证券研发中心统计,2019-2021年乘用车中的空气悬架渗透率分别为2.28%、3.16%、3.32%。但到了今年,变化出现了,空气悬架正被拉下神坛,平等地走向每一位追寻舒适性的车主。
2016年空气悬架上车的特斯拉Model X售价93.99万以上,2020年蔚来ES6搭载空气悬架,售价36.8万以上,同一时期还有岚图FREE、理想ONE等,到了今年2023款极氪001已经将 标配空气悬架的门槛降到了30万。
2023款极氪001底盘系统介绍
如果说科技平权现在正成为各大车企的风向标,那么 空悬平权也正在袭来。
空悬平权的爆发,似乎就在这一两年之间。为探寻原因,HiEV采访了多位来自空悬及主动悬架相关的技术专家,在他们看来原因不外乎两点:
一方面 新兴本土供应商掌握了曾经只有国际Tier 1才掌握的技术;
另一方面 电车放大了空悬的优势,新能源车渗透率购买率上升、新势力崛起让空悬有了更大市场。
电机代替内燃机,车里没有了发动机轰鸣声,原本被发动机噪音掩盖的胎噪和路噪一下被暴露出来,细微的噪音在电机静谧的运行中显得喧闹无比。搭载空气悬架更像一个降噪神器,减轻车辆震动的同时,也减少了车辆行驶的噪音。
同时整个新能源车中最贵的动力电池被装配在汽车底盘,空悬可以主动调节车辆高低,从而保护电池模组,使其不会因为车身过低或经过路障受损。
鲜为人知的是,如果算上空悬在高速上中调节车身高度降低风阻的作用,则 可以帮助燃油车节约2-3%的油耗,对电车可以节约5%的电耗。
“空气悬架只是主动悬架中的一种方案,除此之外还有液压悬架、电磁悬架。”时驾科技是一家做主动悬架集中式域控及执行器总成的新兴供应商。
在时驾科技联合创始人敖建军看来,空气悬架并非智能悬架唯一的解法,但主动悬架一定是大势所趋。
二、卷生卷死,中国本土供应商的崛起
三十年河东,三十年河西,以空悬为代表的主动悬架供应厂商一夜之间如雨后春笋般显现。
2020年以前,空悬系统以国外供应商为主,大陆、威伯科、威巴克全线开战,在空气弹簧、空气供给单元、ECU,甚至对中游的系统总成均有布局,采埃孚、通用、倍适登则主攻可变阻尼减震器。
2020年以后, 国内本土供应商势头迅猛。一面是技术产业化类型企业涌出,另一方面针对主动悬架细分领域的新兴科技企业越发密集。前者譬如中鼎股份、保隆科技、孔辉科技、拓普集团,后者譬如科博达、利氪科技、时驾科技。
“国内市场绝对是充分竞争的环境,正因为充分竞争,本土供应商就有优势。”孔辉相关业务负责人向HiEV表示。
孔辉非常典型,更像是学术界大佬憋了技术产业化的“大招”。
孔辉科技创始人郭孔辉是中国工程院院士,因此孔辉也被称为“ 院士企业”。其在悬架相关学术研究颇丰,80年代就为红旗汽车解决了高速稳定性,五十多年聚焦于轮胎力学、汽车动力学以及人—车闭环操纵动力学。
2007孔辉成立长春孔辉汽车科技股份有限公司,2021年又与其次子郭川联合成立浙江孔辉,将积攒在研究室里的研究成果彻底搬到工厂,发力自研空悬核心部件空气弹簧、ECU等。
“实际上2010年以前孔辉就做空悬,那时候主要是从学术层面给一汽研究院、东风研究院做了前瞻性工作,比如担任电控悬架技术顾问,不涉及产业化。”
而后者则更聚焦于更广泛的智能化线控底盘。利氪科技主攻智能底盘系统,其主要产品是为线控底盘提供解决方案,同时支持将底盘控制功能可模块化集成至底盘域控制器,实现一体化智能底盘控制。
而时驾科技则是将主动悬架分散的域控制器和执行器整合起来,按照集合程度分为“二合一”、“八合一”智能悬架域控及执行器总成。
利氪IHB-LK®集成式智能制动系统
时驾one-box系统图
前者大而全,后者在智能地盘垂直领域发力,二者映射出目前中国主动悬架的基本格局。
据HiEV了解到的消息,今年第一季度,孔辉实现销售额1.7亿元 ,在国内空气悬架市场份额排名第一,预计还将保持高速增长。
国内供应商的得意,更衬托出国际空悬厂商的失意。那为什么此前空悬的核心主要供应商是国际Tier 1?我们不妨借此打开一些一般消费者对于空悬的常见误解。
空悬并非一个单独成型的“产品”。空悬可以拆分出5-6个核心零部件,也是长而复杂的产业链,这决定了空悬产业需要比较强的协同性,崛起并非一日之功。
在空悬产业的上游有空气弹簧、空气供给单元、可变阻尼减震器、ECU,中游是系统总成,到了下游供应商还要和整车厂联合进行底盘调教。
其中空气弹簧、空气供给单元、CDC既是空悬中成本最高的部分,也是空悬诞生的核心、关键技术难题,而传感器、储气桶工艺简单,工艺简单不是特别要紧。
孔辉相关业务负责人介绍,空气悬架进入中国市场比较晚。空气弹簧、空气供气单元、CDC这些核心部件十年前是没有国内工厂可以自己做。直到这几年才有国内厂商可以做,而孔辉算是为数不多可以自主研发制造空气弹簧和CDC的本土供应商。“甚至到目前为止,供应国内CDC的主要厂家还是采埃孚、天纳克、蒂森倍、世登等。”
“2010年时国外SUV车型力推广空悬,国内最早规划电子空气悬架应该是2016年蔚来开发ES8时首先引入电子空气悬架,后来2018年吉利启动PMA平台开发时也引入了电子空气悬架。”雷晓峰所说的吉利PMA平台也就是后来的 SEA浩瀚架构,目前诞生于浩瀚平台的代表车型极氪001、Smart精灵一号、极氪009均可选配空悬,到了2023款极氪001更是将选配空悬升级为标配。
“晚”是根本原因,太晚进入还使得国内供应商要花上数倍时间去磨合、协调空悬的功能定义。
“说白了,到底什么时候悬架该升高,又要升高多少,什么时候该充气又该充多少气,都是功能定义上的难点,以前没需求没人做现在就得加倍补上。”孔辉相关业务负责人说道。
迅速崛起的中国新能源乘用车市场给了本土供应商充足的技术研发动力。
中国汽车工业协会发布的数据显示,国内新能源汽车正爆发式增长,已经连续八年位居全球第一。在政策和市场的支持下,2022年新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%。
这个时间点与国内车企规划空悬,本土供应商聚焦自主研发空悬的时间线基本吻合。
这再次证明了空悬不仅在新能源车中优势尽显,也验证了市场需求永远是技术跨越鸿沟的第一大驱动力。
也就是2015、2016年起,空悬产业化、乘用车化开始了。
三、空悬下放,25万搭载空悬甚至不是极限底线
空悬产业有两个趋势变化,其一空悬下放到价格更低的车型中,从豪华车标配成了中端车型标配,其二空悬搭载规模扩大,从超跑、卡车、 大巴,扩散至以SUV、轿跑为代表的家庭乘用车。
先说价格,新势力上车空气悬架的典型案例是 2017年发售的智能旗舰SUV车型ES8,当时国内本土供应商还未崛起,蔚来ES8上车空气悬架,售价44.8万元,主要采用大陆作为空气悬架系统供应商。
用一辆ES8来拆解一下空悬成本:
当时CDC约5000元,4个空气弹簧约4000元,忽略气管成本,集成式气泵控制单元2000元,4个高度传感器再加3个加速传感器约600元,再加上主机厂对于零件在整车零零总总进行总装及对应的开发投入,需要投入1-2万元。
第一代蔚来ES8
贵的原因不外乎两点,首先ES8采用双腔空簧,比单腔空簧更贵。
空气弹簧按照气室可以分为 单腔、双腔、三腔,气室越多弹性越好综合性能越好。相应地,空簧内部多分隔出气室结构、工艺也会更复杂,成本更高。单腔和多腔有着明显的区别,单腔空簧虽然能调节车身高度,但充放气时弹簧受力面积没有太多改变,车身刚度调节有限,多腔则能够更大范围调节刚度。
一分钱一分货,ES8的空悬价格确如其实。
其次国外供应商还没有那么卷。空悬核心零部件进口到中国的关税也是“大头”。2018年没有降低关税以前,汽车核心零部件约在20%左右,2018年逐步降低汽车零部件进口关税,但平均仍需约10%。
6年过去,本土供应商杀入市场。于是,另一个空悬产业卷到极致的典型案例出现了。2023款极氪001入门WE版本就配备了高性能空气悬架套装(涵盖全自动空气悬架系统、CDC电磁减振系统),售价30万元。
极氪001也不是个案。HiEV了解到的信息是,目前 国内BEV和PHEV的空悬渗透率大概为30%,其中理想作为新势力里增程式大哥,为空悬搭载量做出不少贡献,其中理想L9/L8尤其典型。
降本是在悄无声息之间发生的。
HiEV在采访多名空悬技术专家后,他们得出的结论是目前本土供应商的 价格基本能做到国外供应商70%左右。“加上CDC也一定是能做到1万元以内的。”这主要是因为本土供应商解决了自主研发生产空悬核心零部件的问题——显然,越来越卷价格就降下来了。
显然,30万标配空悬可能只是空悬产业的起点。雷晓峰向HiEV表示,未来空悬下降到25万车型也有可能。目前空气悬架采购成本中的一般来源于空气弹簧、CDC主动式避震器和空气供给单元及其控制器,如果去除主动式避震器而依然保留空气弹簧和空气供给单元,就能大幅节省成本,从而比较简单地实现30万元车型标配空悬所具备的诸多的功能和优势。
“当然拿掉CDC会牺牲一定的操作性,但整体来看舒适性饱和,同时还是会比传统螺旋弹簧有更好的操作性。”雷晓峰说道。
孔辉相关业务负责人认为标配空悬的价格还可以再“大胆”一些。HiEV了解到的消息是,孔辉拿到的客户项目 标配售价已经到了20万左右,2025年20万车型配置单腔空气弹簧没有太大问题,同时由于CDC价差不大,有空簧的车子几乎都有CDC,但是有CDC的车子不一定会有空簧。
“那么贵的空气弹簧都上了,不上CDC就有点笑话。”敖建军最后说道。
四、不是所有车都适合上悬架
HiEV采访利氪、时驾、孔辉时,相关负责人都是“挤”出时间才来聊的。雷晓峰认为在这个时间节点向外传递本土供应商声音很关键,而敖建军在采访前临时推迟了十分钟,一问才知道,某头部主机厂客户提出增加量产项目数量,导致预定会议时间被延长。
孔辉相关业务负责人则硬是在节假日前一晚九点才抽出时间接受采访,语气里有些疲倦又能听得出一丝奋:“确实是因为今年项目太多,所以几乎都加班加点。”
本土供应商干得火热朝天,与车企当然密不可分。
现在新能源汽车市场的空悬主力军可以分为两路,一路是以吉利、东风为代表的传统车企,东风岚图FREE、岚图追光、领克09、极氪001都是上空悬的代表作品。
尤其是岚图FREE用料非常扎实, 岚图FREE是30万元级SUV车型中唯一配备前双叉臂+后多连杆独立悬架的车型,再加上其他过硬的用料,曾经也引发许多人“用料扎实、销量一般”的疑惑。
另一路大军是以蔚小理为代表的新势力。目前蔚来ES6/ES8、小鹏G9、理想L9/L7都提供选配或标配空气悬架。
超出预料的是,传统车企培育出的智能汽车品牌为空悬普及做出不少贡献,孔辉获得的第一个量产项目不是新势力,而是岚图FREE。有供应商也向HiEV表示,服务传统车企的确能带来更大的出货量,为空簧下放提供了基本量保证。同时相比新势力,传统主机在开放层面相对更稳健,每一步该怎么走,按部就班守规矩。
据一家供应商透露,曾经就碰到过11个月就要求供应商量产供应空悬的车企,这其中会涉及到繁杂的产品验证环节。虽然供应商一定要保证验证完毕,但有些操之过急的新势力没验证就开硬膜,多了一些实验报废的风险。
还有更卷的,比亚迪在空气悬架上对供应商的要求最快压缩到8个月。“可能就是10月给你车,再过一个冬季第二年四、五月份就要量产。”一位资深从业人士说道。
车企卷的当然不止是时间。可以这样理解:无论是本土供应商的卷价格还是卷落地,实际上体现的是车企之间的内卷。
击碎传统Tier“大包大”模式、 多点采购是目前车企许多零部件的基本方法。
以前车企直接从系统总成商(Tier1)拿到打包好的空悬解决方案,此前,蔚来拿的是大陆的空悬解决方案。现在,内卷加剧,情况变了,许多车企开始将总成商“干碎”,相对分散的对接各部分的供应商,以此节约成本,可能空气弹簧找孔辉,空悬集中式域控及执行器总成找时驾。
虽然如此一来提升了管理成本,但几乎是去中间商式地降低了空悬的成本。
车企为了保质保量,还选择多点供应。以理想L9为例,理想L9的空气弹簧供应商就有三家,分别为保隆科技、孔辉科技和威巴克。
悬架这么好、车企和供应商这么拼,但说句大实话, 不一定所有车都适合上悬架。至今悬架的难以解决的两大通病就是 耐久度和维修。孔辉相关业务负责人向HiEV表示,目前即便是大陆、威巴克行业对空悬的设计寿命也没有特别明确的划分,但行业一般默认是10年左右。
空悬用得越久越容易存在不确定性:路面上的碎片可能会击穿气囊、空气供气单元气密性也比较容易出现问题、空气中的水分也有可能进入到系统内,以上种种均可引发空悬失效。此外,空悬制造工艺复杂、零部件多,也不太容易维修。
此前,理想L9也发生过极端案例,一台试驾车高速冲击路面大坑,造成右前空气弹簧漏气损坏,最终理想把L9空簧质保方案升级至8年或16万公里。
极端案例可忽略不计,但一个可以普遍约束空气弹簧的公理是: 以麦弗逊悬挂为代表的传统悬架,咱并不是非要上空悬。
好马配好鞍,空气悬架上车对于车身悬架结构有一定要求。目前车辆一般有麦弗逊悬挂、双叉臂式独立悬挂、连杆支柱悬挂等五种常见悬挂。据雷晓峰介绍,相对经济实惠的麦弗逊悬挂一般不考虑搭载空气悬架,这主要因为在转向过程麦弗逊式悬架的支柱会受到扭转力作用,若是安装了空悬,扭转力会作用到空气弹簧的气囊从而容易导致其破损。
道理都懂,在空悬成为营销点后,不排除少数车企“硬要”麦弗逊上空悬。据一名供应商内部人员介绍,目前确实也在为少数车企开发适用麦弗逊的空簧。“说白了想用低成本配置空簧,但本身这个悬挂舒适性就差,搭载空簧效果也不好。”
五、悬架赛道长坡厚雪,相信“后来者”才会有未来?
信任“后来者”无论在什么样的层面或行业中都不容易,对造车新势力如此,对本土供应商也如此。
最近一周,空悬再上热搜也是个“黑红”,在一张对理想汽车十个质疑长图中,空悬供应商孔辉被提及:“L9与长安系SUV(11.5万元起)空气弹簧均来自孔辉科技”,质疑的主要原因是 孔辉科技为L9空簧总成独家供应商,同时称其为成立于2018年的新手供应商。
首先市场上目前还没有售价十多万还配空簧的车型,其次孔辉背景不再赘述,目前能够为主流主机厂提供空悬核心部件的国内主流供应商基本也有5-10年的成长历史。排除为黑而黑,本质上是天然对本土供应商具有不信任感。
李想曾经说过一段话,“我们为大量使用中国本土供应商感到自豪,消费者敢买中国品牌的车,我们就敢大胆的使用中国本土的供应链企业。无论是国产芯片的地平线和芯驰,电池的宁德时代和欣旺达......空气悬架的孔辉和保隆等,我们中国本土供应商数量之多,数不胜数。”
在国内如此宽广又如此充分竞争的市场里,本土供应商创始团队基本两个两路,一种是经验充足的产业派出身,另一种学术界出身,这些供应商凭价格、凭产品、凭实力说话,又为什么不用呢?空悬只是一个本土化的开始,也只是主动悬架的其中一类。空悬再上一层,则是面向未来的悬架设计。
时驾和利氪可能是个比较有代表性的案例,巧合地是这两家企业都对未来有“三步走战略”,明确地规划了 底盘产品迈向集中式、智能化。时驾的目标是全主动悬架:“未来进入全主动悬架周期之后,配合智能驾驶也许车也能变得像高铁一样平稳。”敖建军说道。
悬架赛道,长坡厚雪,或许随着本土供应商把雪球滚得原来越大,消费者也能拥有开赛车或者坐高铁的选择权、体验权。
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