01.
行业发展：智能化趋动悬架发展
1. 为什么悬架是汽车智能化的关键？
随着新能源汽车向电动化、智能化发展，汽车底盘也从传统底盘、电动底盘到智能底盘进行发展迭代。智能底盘分为底盘域控系统和底盘执行机构两部分，软硬件解耦，实现更精确、灵活的控制。底盘域控系统正如人们的小脑，可以进行智能协同控制，负责状态判断、整车控制、功能驱动；而底盘执行机构，相当于人的四肢，负责执行具体的动作。智能底盘的执行机构又分为驱动、制动、转向、悬架等几个部分。
其中，在新能源汽车行业向“用户可感知”的产品趋势迭代的过程中，悬架的技术升级不可或缺。悬架系统在汽车底盘中不仅直接影响乘坐舒适性、操控性能和安全性，还能通过调节车轮与地面的接触力来提高车轮的抓地力，确保车辆在各种路况下都能保持良好的牵引力和制动效果。此外，悬架系统还负责调节车身高度和控制车辆的动态平衡，适应不同的驾驶条件和路况，从而提升车辆的整体性能和驾驶体验。
2. 悬架系统是什么？
悬架是
将汽车与路面进行隔离的弹性元件系统
由弹性元件、减振器以及导向机构组成
缓冲振动、吸收振动和传递力矩的作用
左图为传统麦弗逊悬挂；右图为 CDC 悬挂
弹性元件（弹簧）与减振器共同构成悬架的减振系统，是汽车悬架系统中最重要的部件。与传统悬架系统不同，在汽车智能化的背景下，线控悬架采用主动或者半主动弹性元件，由传感器帮助识别车辆行驶状态，处理器处理输出不同的弹性特性，通过线控方式给弹性元件系统执行，从而实现舒适或运动的悬架特性。
3. 悬架系统的技术迭代路径
悬架系统的技术迭代路径经历了从传统被动悬架到现代主动悬架的演进。
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被动悬架系统：固定的刚度和阻尼，无法根据路况变化调节，主要应用于低端车型，结构简单，成本较低，价格在千元内。
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半主动悬架系统：通过无源控制技术改变悬架的阻尼或刚度之一，但调节范围有限。
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主动悬架系统：主动悬架通过引入可调节刚度和阻尼的控制装置，能够适应不同的载重、路况以及操作性需求，有效提升用户舒适度，是目前悬架技术的发展方向。主动悬架系统如一般空气悬架成本在8000-15000元，CDC系统在 2-3000元。MRC电磁悬架目前市场渗透率10%以内，价格在3-5万元不等。
02.
磁流变底盘发展历史沿革
03.
为什么磁流变材料会应用在悬架中？
在悬架系统中，两个最重要的是刚度和阻尼之间的取舍，也就是常说的“底盘的软硬调教”。
1. 悬架中的刚度
想象一下你手里拿着一根筷子和一根橡皮筋。筷子很硬，不容易弯曲，这就是“刚度”大的表现。橡皮筋很软，轻轻一拉就会弯曲，这就是“刚度”小的表现。即：同样力下的形变。
在汽车悬架中，刚度决定了悬架系统抵抗变形的能力。刚度越大，悬架越硬，车辆在不平路面上弹跳的感觉就越明显；刚度越小，悬架越软，车辆在不平路面上会更加平稳。悬架系统的刚度越高，车轮的位移就越难，车辆就会越稳定，但是车辆的舒适性就会越低。反之，悬架的刚度越小，簧上的固有频率越接近1Hz ，车辆行驶过程中，路面冲击带来的共振越小，也就是舒适性越好，但是太小的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。
2. 悬架中的阻尼
阻尼就像是你用手按住一个正在弹跳的篮球。当你按住篮球时，它会逐渐停止弹跳，这就是“阻尼”在起作用。
在汽车悬架中，阻尼的作用是控制悬架的振动。当车辆通过一个坑洼或减速带时，悬架会振动。阻尼越大，悬架振动的幅度就会越快地减小，车辆就会更快地恢复平稳状态；阻尼越小，悬架振动的幅度减小得慢，车辆恢复平稳状态的时间就会更长。
3. 与传统的空气悬架和CDC减震器相比，磁流变减震在刚度和阻尼参数上具有显著的特点和优势
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响应速度：毫秒级响应速度实现材料从液态到固态的转变。磁流变减震器能够以高达1000次/每秒的速度进行大范围的高精度控制。
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连续可调：磁流变材料的粘度可以通过改变磁场的强度进行连续调节，从而实现对悬挂软硬度的无级调整。磁流变液在外磁场的作用下，能产生明显的磁流变效应，流体的屈服应力和表观粘度有2～3个数量级的变化。
因此，磁流变材料的特性赋予了底盘充分的刚度和阻尼的可调范围。磁流变阻尼器的阻尼力随励磁电流的增大而增大，最大阻尼力可以达到21.3kN，阻尼力可调系数可以达到8。
4. 磁流变减震器的工作原理
磁流变液在无磁场作用时，磁性颗粒悬浮于基液中呈随机分布，表现为线黏性牛顿流体，这个时候与普通液压悬挂没有区别。但当通过电流施加外磁场作用后，粒子表面出现极化现象（如下图尖刺状），形成磁偶极子，磁偶极子沿外磁场方向结成链状、簇状结构，具有一定的抗剪切屈服应力。此时磁流变液便呈现类固体特性，也就是阻尼大幅增加。
磁流变减振器就是利用这一电磁反应，通过对车身和车轮运动的实时监测，传感器将数据传输给系统进行分析，从而对路况和驾驶环境做出毫秒级的快速响应。
当被控对象（车架）在外部激励下发生颠簸振动时，控制系统对传感器所采集的响应数据进行分析和处理，并结合减振要求，通过预先设计的控制策略，提供相应的电流值，通过对电流大小的控制，从而实现对减震器中磁流变液状态进行精准调节，达到阻尼精准可控的目的。
5. MRC 中的主要关注技术点：磁流变材料的全掌控与底盘调教算法
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磁流变材料亟需国产替代
尽管从 MRC 被研发至今像凯迪拉克、保时捷、奥迪、捷豹路虎等旗下多款运动车型都曾使用过这项技术。但受制于技术垄断和高昂的成本，目前应用这项技术的汽车保有量也仅有百万余台。至今，磁流变流体领域的专利权主要集中在洛德（LORD）、德尔福（Delphi）和通用这三家公司手中。
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控制算法尚在迭代中
国内自适应底盘的调试算法目前也多处于研发验证过程中，最主流的为天棚策略或基于天棚策略的调优，因其算法更为简洁：即基于直观的物理概念，即使在车身和车轮运动方向相反时提供较小的阻尼力，在相同方向时提供较大的阻尼力，从而实现车身与路面的解耦。
但随着目前AI 与数据算法能力的提升，维度更丰富的控制策略如模型预测控制（MPC）亦有潜力在未来成为主流。
04.
国内相关企业 Mapping
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科亿国际
成立时间：2021年9月
技术背景：依托清华大学车辆学院磁流变悬架技术和米兰理工大学自动化系SH-ADD悬架控制技术所创立。
专注于磁流变智能悬架领域，已实现核心产品全栈自研，包括磁流变液、磁流变智能悬架系统、和悬架控制器软硬件。
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京西
技术背景：2009年收购德尔福。
拥有超过10年的磁流变悬架生产经验，是全球最大的生产基地之一。2023年11月，张家口生产基地投产下线，实现了当年立项、当年建设、当年投产，将年产600万支智能悬架。
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朝上科技
成立时间：2021 年
技术背景：创始人兼CEO徐涵欧，曾任北美米其林机械设计工程师，并在悉尼大学就读期间师从叶林院士 22。团队在磁流变领域的技术沉淀，为公司在智能悬架方案的研发和生产提供了坚实的技术基础和创新能力。
公司提供磁流变智能悬架整体方案供应，依托自研磁流变材料配方与自适应智能控制算法，提供振动控制与运动控制的智能解决方案。2023年成立汽车后市场子品牌芒格瑞提供磁流变悬架改装套件的科技品牌，目前已与艾可斯达成战略合作，签订亿元级采购订单，共同推动整车底盘改装的市场布局。
05.
结论
结合市场上的测算数据，到2027年，中国国内乘用车包括空气悬架、CDC悬架、电磁MRC在内的智能电控悬架市场规模达到 300亿元。可以看到的是在线控悬架领域，国产替代的机会是确定的，但是 MRC 关键的材料技术的攻破，仍拉长了这一产品在国产车的上车进程。
关于 Plug and Play China 璞跃中国
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2016年，随着璞跃全球业务的拓展，璞跃中国(Plug and Play China)正式成立，在北京、上海、深圳、武汉、合肥等城市设立区域创新中心。当前，璞跃中国构建了国内领军的一站式科技投资、创新服务和孵化对接平台，开展早期科技投资、创新服务(企业创新、城市创新、国际合作)、孵化创新空间三类创新业务。
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