圖1:凱迪拉克搭載空氣懸架

圖2:空氣懸架部件示意圖

難點(diǎn)一：系統(tǒng)集成難度大，參數(shù)調(diào)校復(fù)雜

整套空氣懸掛系統(tǒng)包括供氣單元（壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、分配閥等）、空氣彈簧、可變阻尼減振器、控制系統(tǒng)、空氣/電路管路等部件。光是組成分類就多達(dá)近十種。拿彈簧和減振舉例，剛度和阻尼系數(shù)共同影響舒適和操控。對(duì)于汽車底盤系統(tǒng)來說，舒適性和操控穩(wěn)定性難以同時(shí)滿足，它們由彈簧的剛度和減振器的阻尼系數(shù)共同決定：

1. 彈簧的剛度越小，車輛行駛過程中路面沖擊帶來的共振越小，也就是舒適性越好，但是太小的剛度會(huì)使得車輛姿態(tài)難以保證，帶來高速過彎側(cè)傾嚴(yán)重等問題。

2. 減振器的阻尼比越大，車輛的轉(zhuǎn)向的響應(yīng)度會(huì)越好，操控穩(wěn)定性提升，但是帶來整車舒適度的下降。

圖3:汽車系統(tǒng)集成

難點(diǎn)二：電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)算法需求較高

1.電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

空氣懸架的電控系統(tǒng)中，電子控制單元需要收集多種傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)信息完成加工處理后再實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精準(zhǔn)控制，軟件端需要進(jìn)行多線程的高位運(yùn)算，算法開發(fā)有較大難度。并且由于空氣懸架各個(gè)組件遍布車身各個(gè)位置，其管路也相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于傳輸速度要求和控制精準(zhǔn)性要求較高。

2.舒適性需求促使空氣懸架電控系統(tǒng)算法升級(jí)

對(duì)于乘用車而言，舒適度是用戶衡量乘駕體驗(yàn)的重要指標(biāo)。在汽車急加速和急減速的過程中，由于自車巡航（ACC）系統(tǒng)會(huì)緊急制動(dòng)，從而出現(xiàn)車輛“抬頭”或者“低頭”的現(xiàn)象。此時(shí)，空氣懸架電控系統(tǒng)通過對(duì)前后彈簧抽放氣，改變車頭車尾高度，做到前后力的抵消，從而提升整車舒適性。在這一過程中，電控系統(tǒng)需要與更多傳感器連接，電子控制單元數(shù)據(jù)處理難度加大，算法能力和開發(fā)難度再次升級(jí)。

難點(diǎn)三：對(duì)于橡膠件的材質(zhì)有著嚴(yán)格的要求

1.需要橡膠件具備極高的延展性

橡膠件作為空氣避振的氣囊，需要儲(chǔ)存高壓空氣，做到與輪胎之間力的抵消，以此達(dá)成車身平衡。氣壓足夠高，力抵消得越好，反應(yīng)的速度就越快，車身保持的穩(wěn)定性也就越好。通常情況下氣囊會(huì)分布汽車底盤四個(gè)輪子上，例如一臺(tái)SUV的車身自重在2噸左右，需要每個(gè)氣囊承受來自超過2噸的重量，包括車身重量和過載重量。這就需要對(duì)橡膠件具有極強(qiáng)的延展性，因?yàn)橄鹉z的表面形狀在不斷地發(fā)生變化，在行駛途中會(huì)不斷地被拉伸和壓縮，而且變化速度快且變化頻繁。

2.需要極高的耐久性

汽車在越野或者崎嶇路面上，輪胎在不斷地產(chǎn)生彈跳，氣囊也在不斷地發(fā)生擠壓和恢復(fù)形變，在此過程中要求橡膠件不能發(fā)生破損；同時(shí)還需要考慮主機(jī)配套，與整車使用壽命相結(jié)合起碼在10-15年之間。這就需要橡膠件擁有極強(qiáng)的耐久性。

3.耐高溫，油液腐蝕

汽車在實(shí)際的使用場(chǎng)景中，橡膠氣囊需要在零下50攝氏度到零上50攝氏度區(qū)間內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間工作。橡膠本身對(duì)于溫度具有敏感性，遇冷變硬，遇熱變軟，為了保持橡膠件的穩(wěn)定性，就需要在制作工藝上進(jìn)行技術(shù)突破；同時(shí)汽車底盤經(jīng)常也會(huì)發(fā)生油液泄漏影響橡膠件的功能，也需要橡膠件具有耐油液腐蝕的特性。

圖4：橡膠空氣彈簧

難點(diǎn)四：電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，算力要求高

1.對(duì)電控系統(tǒng)的算力和計(jì)算速度要求高

在車輛行駛崎嶇路面過程中，輪胎在彈跳下產(chǎn)生動(dòng)能影響整個(gè)車身穩(wěn)定性和駕乘舒適性，為了消除彈跳并將車身與路面進(jìn)行匹配，需要傳感器在極短的時(shí)間將信息反饋給控制器，并讓控制器快速計(jì)算出指令反饋給空氣懸架來吸收動(dòng)能，這就對(duì)傳感器的算力和信息的傳遞速度提出了極高的要求；當(dāng)車內(nèi)只有駕駛員時(shí)，左前輪與其他三個(gè)輪胎受到的氣壓不一樣，為了調(diào)節(jié)車身平衡，需要控制器和傳感器之間的匹配，同樣對(duì)電控系統(tǒng)的算力和運(yùn)算速度提出了極高的要求。

2.多傳感器相連，系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)復(fù)雜

在汽車急加速和急減速的過程中，由于自車巡航（ACC）系統(tǒng)會(huì)緊急制動(dòng)，從而出現(xiàn)車輛“抬頭”或者“低頭”的現(xiàn)象。此時(shí)，空氣懸架電控系統(tǒng)通過對(duì)前后彈簧抽放氣，改變車頭車尾高度，抵消由于自車巡航系統(tǒng)產(chǎn)生的附加垂向力，從而提升整車舒適性。在這一過程中，電控系統(tǒng)需要與更多傳感器連接，電子控制單元數(shù)據(jù)處理難度加大，算法能力和開發(fā)難度再次升級(jí)。

圖5：汽車底盤電控系統(tǒng)

難點(diǎn)五：供氣系統(tǒng)的空氣輸送

對(duì)空氣的輸送頻率和速度要求高，同時(shí)兼顧噪音水平

空氣懸架在工作狀態(tài)下，氣壓處在一直消耗的狀態(tài)，為了達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，需要對(duì)空氣進(jìn)行不斷地打氣和排氣，這就要求供氣系統(tǒng)在很短的時(shí)間內(nèi)把高壓空氣輸送到整個(gè)空氣懸架的系統(tǒng)中，之后又要求把空氣排出去。對(duì)于進(jìn)排氣目前是技術(shù)難點(diǎn)；同時(shí)為了要求舒適性，需要在進(jìn)排氣時(shí)保持較低的噪音分貝。目前國(guó)內(nèi)在進(jìn)排氣控制噪音方面，能將噪音水平控制在60-70分貝，最低的范圍可以控制在30 分貝，相當(dāng)于人熟睡時(shí)的噪音環(huán)境，目前國(guó)內(nèi)供應(yīng)商正在做不斷的技術(shù)突破朝著國(guó)際水平邁進(jìn)。

目前由于國(guó)內(nèi)主機(jī)廠不斷推行空氣懸架國(guó)產(chǎn)化，使得供應(yīng)商在不斷做技術(shù)突破，但難度較大，例如對(duì)橡膠件的耐用性以及電控系統(tǒng)算力水平的提高存在一定瓶頸。

新能源汽車快速滲透加速空氣懸架市場(chǎng)應(yīng)用向下： 

隨著新能源品牌向上的趨勢(shì)，空氣懸架從以前70萬以上豪華車的配置下探到25-50萬的價(jià)格區(qū)間，包括嵐圖free、極氪001、領(lǐng)克ZERO、特斯拉、蔚來目前都有上裝，未來還會(huì)有更多的車企選擇上裝。

1.電控懸架可以做到輕量化減重

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)新能源車保有量為520萬輛，平均每年以50%的速度增長(zhǎng)，今年1-5月份乘用車市場(chǎng)增長(zhǎng)率為22%；2025年新能源汽車滲透率有望達(dá)到整個(gè)乘用車市場(chǎng)的60%。由于新能源汽車電池包自重過大，需要耗費(fèi)大量的電能；同樣在高速行駛中，85%的電能消耗由于車身過重而導(dǎo)致的風(fēng)阻系數(shù)過大，為了減少自重達(dá)到節(jié)約電池能耗，這就需要空氣懸架來給車輛底盤做輕量化結(jié)構(gòu)調(diào)整。

2.新能源汽車動(dòng)態(tài)性能要求進(jìn)一步提高

由于新能車自重過大，對(duì)動(dòng)態(tài)性能的要求進(jìn)一步提高，需要更大的濃縮能量來滿足自身動(dòng)能需求，而傳統(tǒng)彈簧避振不能滿足新能源車的需求，這一系統(tǒng)性問題無法得到解決。這樣就使得新能源車企被迫使用空氣懸架。空氣懸架屬于主動(dòng)懸架，可以主動(dòng)控制動(dòng)態(tài)平衡并且釋放出所需要的濃縮能量，并可以主動(dòng)學(xué)習(xí)路況，主動(dòng)控制，滿足新能源汽車對(duì)動(dòng)態(tài)能耗的要求并提供良好舒適性。

3.功能定義轉(zhuǎn)變催生企業(yè)訂單

由舒適性配置變?yōu)橹鲃?dòng)安全配置，賣點(diǎn)增加提高車企上裝率。全新的奔馳S級(jí)上市時(shí)全系標(biāo)配空氣懸架，同時(shí)增加了一項(xiàng)特殊功能：當(dāng)車輛感知到從側(cè)面即將發(fā)生碰撞危險(xiǎn)時(shí)，汽車的空懸系統(tǒng)會(huì)將車身在0.1s內(nèi)迅速升高80mm，以此來保護(hù)車內(nèi)乘客重要的身體器官在一定程度上免遭對(duì)方來車碰撞。從功能定義上，由原本的舒適性配置變?yōu)榱酥鲃?dòng)安全配置，這對(duì)于車企來講無疑增加了銷售賣點(diǎn)，以此帶來的產(chǎn)品溢價(jià)高于上裝的成本溢價(jià)，相信在未來，由此賣點(diǎn)的推廣會(huì)引發(fā)各個(gè)車企爭(zhēng)相上裝。

圖6:嵐圖Free空氣懸架

1.板簧自身缺陷成為空氣懸架切入市場(chǎng)的有利因素

a.板簧的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力過慢

卡車行駛在坑洼路面，板簧懸架的反應(yīng)速度過慢。例如，卡車平均以60km/h經(jīng)過坑洼路段：輪胎砸向地面彈起會(huì)產(chǎn)生10km/h的速度差，此時(shí)的車速降為為50km/h，司機(jī)為了保持60km/h速度，需要踩油門加速，這無疑增加了油耗。而上裝空氣懸架可以有效解決動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力過慢的問題，同時(shí)減少油耗。

b.板簧自身過重，增加油耗

通常國(guó)內(nèi)卡車上裝板簧懸架，板簧懸架由于造價(jià)成本低，可靠耐用在國(guó)內(nèi)商用車市場(chǎng)普及。但板簧懸架自身過重占到整車重量的10%，同時(shí)卡車車橋自重過大，使得整車重量大幅增加，如果采用空氣懸架會(huì)使得整車重量大幅下降，使車身輕量化，可以達(dá)到節(jié)省油耗的目的；同時(shí)可以減少輪胎的磨損，降低司機(jī)的使用成本。

2.政府普及空氣懸架有利于減少財(cái)政支出，有效解決超載問題

a.選裝空氣懸架可以降低政府對(duì)道路養(yǎng)護(hù)成本和制造建設(shè)成本

由于卡車選裝空氣懸架后，可以使得卡車的輪胎緊貼路面，避免了輪胎反復(fù)彈起產(chǎn)生對(duì)路面的破壞力，從而減少政府對(duì)于道路養(yǎng)護(hù)的財(cái)政支出；其次，如果卡車大范圍上裝空氣懸架，減少對(duì)路面的破壞，可以在后期道路規(guī)劃建設(shè)時(shí)降低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，可以由A級(jí)降為B級(jí)，使得建造成本降低。

b.政府結(jié)合大數(shù)據(jù)，有效解決超載問題

卡車超載問題一直是政府在行業(yè)內(nèi)無法根治和解決的，政府往往通過設(shè)立磅站來進(jìn)行超載問題的整治。但往往效率低下，磅站需要資金和人力物力的大幅投入。如果將空氣懸架在重卡領(lǐng)域普及開來，在空氣彈簧上加裝傳感器，運(yùn)用大數(shù)據(jù)傳輸模式和國(guó)家監(jiān)管中心進(jìn)行合作，監(jiān)管部門可以對(duì)車輛的超載行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過電子形式開具罰單，一方面可以有效遏制超載行為，另一方面也提高了操作效率，減少磅站投入。目前特斯拉最新的卡車Cybertruck就運(yùn)用了這一技術(shù)趨勢(shì)。

c.技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求有助于健全市場(chǎng)法規(guī)建設(shè)，法規(guī)的成熟又有助于市場(chǎng)進(jìn)一步完善

在2020年之前，TPMS胎壓監(jiān)測(cè)市場(chǎng)沒有得到普及。整車廠沒有與應(yīng)商形成合作綁定關(guān)系的普及，作為售后市場(chǎng)的冷門業(yè)務(wù)；自2020年1月1日起，TPMS（胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）強(qiáng)制安裝法開始執(zhí)行，使得胎壓監(jiān)測(cè)的上裝率從20%提升到了100%，市場(chǎng)份額由2015年的7.8億躍升至2025年27.2人民幣。在空氣懸架商用車方面，2020年起我國(guó)開始實(shí)施特定車型強(qiáng)裝空懸的政策，加固空氣懸架需求剛性，預(yù)計(jì)我國(guó)商用車空氣懸架市場(chǎng)將逐漸向海外的成熟市場(chǎng)靠攏，滲透率穩(wěn)健提升。至2025年，我國(guó)乘用車、商用車空懸市場(chǎng)可達(dá)189、131億元。

綜上所述，目前中國(guó)市場(chǎng)空氣懸架商用車市場(chǎng)滲透率不足10%，中國(guó)作為世界第一大物流國(guó)家，市場(chǎng)前景廣闊，在市場(chǎng)和政府的雙重作用下，市場(chǎng)需求正在二次爆發(fā)。

圖7：卡車空氣懸架示意圖