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聆英观点 1.空气悬架由舒适性配置转向主动安全配置，功能升级引入新的卖点促使车企提高上装率。 2.商用车领域，空气悬架配合大数据传输可以实时监控车辆超载情况，使货车超载问题得到有效缓解。 3.良好的市场环境需要建立在政府健全的法规机制和企业完善的前端测试标准之上。 4.行业协会需要做正向引导并部署战略规划，引导空气悬架市场有序发展。 空气悬架发展历程： 过程曲折，难突破制造工艺、技术和材料的限制 早在1901年，为了解决车辆舒适性的问题，美国人William W Humphreys申请了空气减振气垫的专利，当时属于概念性产品，没有实现量产。随后的四十年里，欧美国家的研发人员不断的对空气弹簧进行试验，但始终受到制造工艺和材料的问题，并达不到实用的目的。直到1957年，美国人终于在凯迪拉克EIdorado brougham 实现了空气悬架系统的上装和量产，此时的空气悬架系统已经具备了如今空悬系统的雏形，车身高度和传感器与自动平衡功能都有配备，但实际效果并不乐观，传感器的反应速度没有使系统达到理想效果；到了20世纪80年代，路虎揽胜上装空悬，自此空气悬架开始成为潮流；在全球范围内开始普及，同时技术更加成熟，应用范围更加广泛；进入21世纪，空悬成为豪华车型的标配，并开始在新能源汽车上开始上装。  图1:凯迪拉克搭载空气悬架 空气悬架工作原理： 空气悬架中的电子控制单元(ECU)依据惯性传感器、车身高度、车速、转向角度及制动等信号，实时控制空气压缩机的工作情况。空气压缩机将高压空气输送到每个空气悬架中，根据需要控制每个悬架的性能、阻尼系数及底盘高度等，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。  图2:空气悬架部件示意图 空气悬架的技术难点： 难点一：系统集成难度大，参数调校复杂 整套空气悬挂系统包括供气单元（压缩机、储气罐、分配阀等）、空气弹簧、可变阻尼减振器、控制系统、空气/电路管路等部件。光是组成分类就多达近十种。拿弹簧和减振举例，刚度和阻尼系数共同影响舒适和操控。对于汽车底盘系统来说，舒适性和操控稳定性难以同时满足，它们由弹簧的刚度和减振器的阻尼系数共同决定：
 图3:汽车系统集成 难点二：电控系统结构复杂，对算法需求较高 1.电控系统结构复杂 空气悬架的电控系统中，电子控制单元需要收集多种传感器发出的数据信息完成加工处理后再实现对零部件的精准控制，软件端需要进行多线程的高位运算，算法开发有较大难度。并且由于空气悬架各个组件遍布车身各个位置，其管路也相对复杂，对于传输速度要求和控制精准性要求较高。 2.舒适性需求促使空气悬架电控系统算法升级 对于乘用车而言，舒适度是用户衡量乘驾体验的重要指标。在汽车急加速和急减速的过程中，由于自车巡航（ACC）系统会紧急制动，从而出现车辆“抬头”或者“低头”的现象。此时，空气悬架电控系统通过对前后弹簧抽放气，改变车头车尾高度，做到前后力的抵消，从而提升整车舒适性。在这一过程中，电控系统需要与更多传感器连接，电子控制单元数据处理难度加大，算法能力和开发难度再次升级。 难点三：对于橡胶件的材质有着严格的要求 1.需要橡胶件具备极高的延展性 橡胶件作为空气避振的气囊，需要储存高压空气，做到与轮胎之间力的抵消，以此达成车身平衡。气压足够高，力抵消得越好，反应的速度就越快，车身保持的稳定性也就越好。通常情况下气囊会分布汽车底盘四个轮子上，例如一台SUV的车身自重在2吨左右，需要每个气囊承受来自超过2吨的重量，包括车身重量和过载重量。这就需要对橡胶件具有极强的延展性，因为橡胶的表面形状在不断地发生变化，在行驶途中会不断地被拉伸和压缩，而且变化速度快且变化频繁。 2.需要极高的耐久性 汽车在越野或者崎岖路面上，轮胎在不断地产生弹跳，气囊也在不断地发生挤压和恢复形变，在此过程中要求橡胶件不能发生破损；同时还需要考虑主机配套，与整车使用寿命相结合起码在10-15年之间。这就需要橡胶件拥有极强的耐久性。 3.耐高温，油液腐蚀 汽车在实际的使用场景中，橡胶气囊需要在零下50摄氏度到零上50摄氏度区间内长时间工作。橡胶本身对于温度具有敏感性，遇冷变硬，遇热变软，为了保持橡胶件的稳定性，就需要在制作工艺上进行技术突破；同时汽车底盘经常也会发生油液泄漏影响橡胶件的功能，也需要橡胶件具有耐油液腐蚀的特性。  图4：橡胶空气弹簧 难点四：电控系统结构复杂，算力要求高 1.对电控系统的算力和计算速度要求高 在车辆行驶崎岖路面过程中，轮胎在弹跳下产生动能影响整个车身稳定性和驾乘舒适性，为了消除弹跳并将车身与路面进行匹配，需要传感器在极短的时间将信息反馈给控制器，并让控制器快速计算出指令反馈给空气悬架来吸收动能，这就对传感器的算力和信息的传递速度提出了极高的要求；当车内只有驾驶员时，左前轮与其他三个轮胎受到的气压不一样，为了调节车身平衡，需要控制器和传感器之间的匹配，同样对电控系统的算力和运算速度提出了极高的要求。 2.多传感器相连，系统集成结构复杂 在汽车急加速和急减速的过程中，由于自车巡航（ACC）系统会紧急制动，从而出现车辆“抬头”或者“低头”的现象。此时，空气悬架电控系统通过对前后弹簧抽放气，改变车头车尾高度，抵消由于自车巡航系统产生的附加垂向力，从而提升整车舒适性。在这一过程中，电控系统需要与更多传感器连接，电子控制单元数据处理难度加大，算法能力和开发难度再次升级。  图5：汽车底盘电控系统 难点五：供气系统的空气输送 对空气的输送频率和速度要求高，同时兼顾噪音水平 空气悬架在工作状态下，气压处在一直消耗的状态，为了达到动态平衡，需要对空气进行不断地打气和排气，这就要求供气系统在很短的时间内把高压空气输送到整个空气悬架的系统中，之后又要求把空气排出去。对于进排气目前是技术难点；同时为了要求舒适性，需要在进排气时保持较低的噪音分贝。目前国内在进排气控制噪音方面，能将噪音水平控制在60-70分贝，最低的范围可以控制在30 分贝，相当于人熟睡时的噪音环境，目前国内供应商正在做不断的技术突破朝着国际水平迈进。 目前由于国内主机厂不断推行空气悬架国产化，使得供应商在不断做技术突破，但难度较大，例如对橡胶件的耐用性以及电控系统算力水平的提高存在一定瓶颈。 新能源汽车快速渗透加速空气悬架市场应用向下： 随着新能源品牌向上的趋势，空气悬架从以前70万以上豪华车的配置下探到25-50万的价格区间，包括岚图free、极氪001、领克ZERO、特斯拉、蔚来目前都有上装，未来还会有更多的车企选择上装。 1.电控悬架可以做到轻量化减重 据公开数据显示，目前我国新能源车保有量为520万辆，平均每年以50%的速度增长，今年1-5月份乘用车市场增长率为22%；2025年新能源汽车渗透率有望达到整个乘用车市场的60%。由于新能源汽车电池包自重过大，需要耗费大量的电能；同样在高速行驶中，85%的电能消耗由于车身过重而导致的风阻系数过大，为了减少自重达到节约电池能耗，这就需要空气悬架来给车辆底盘做轻量化结构调整。 2.新能源汽车动态性能要求进一步提高 由于新能车自重过大，对动态性能的要求进一步提高，需要更大的浓缩能量来满足自身动能需求，而传统弹簧避振不能满足新能源车的需求，这一系统性问题无法得到解决。这样就使得新能源车企被迫使用空气悬架。空气悬架属于主动悬架，可以主动控制动态平衡并且释放出所需要的浓缩能量，并可以主动学习路况，主动控制，满足新能源汽车对动态能耗的要求并提供良好舒适性。 3.功能定义转变催生企业订单 由舒适性配置变为主动安全配置，卖点增加提高车企上装率。全新的奔驰S级上市时全系标配空气悬架，同时增加了一项特殊功能：当车辆感知到从侧面即将发生碰撞危险时，汽车的空悬系统会将车身在0.1s内迅速升高80mm，以此来保护车内乘客重要的身体器官在一定程度上免遭对方来车碰撞。从功能定义上，由原本的舒适性配置变为了主动安全配置，这对于车企来讲无疑增加了销售卖点，以此带来的产品溢价高于上装的成本溢价，相信在未来，由此卖点的推广会引发各个车企争相上装。  图6:岚图Free空气悬架 商用车领域前景广阔： 1.板簧自身缺陷成为空气悬架切入市场的有利因素 a.板簧的动态反应能力过慢 卡车行驶在坑洼路面，板簧悬架的反应速度过慢。例如，卡车平均以60km/h经过坑洼路段：轮胎砸向地面弹起会产生10km/h的速度差，此时的车速降为为50km/h，司机为了保持60km/h速度，需要踩油门加速，这无疑增加了油耗。而上装空气悬架可以有效解决动态反应能力过慢的问题，同时减少油耗。 b.板簧自身过重，增加油耗 通常国内卡车上装板簧悬架，板簧悬架由于造价成本低，可靠耐用在国内商用车市场普及。但板簧悬架自身过重占到整车重量的10%，同时卡车车桥自重过大，使得整车重量大幅增加，如果采用空气悬架会使得整车重量大幅下降，使车身轻量化，可以达到节省油耗的目的；同时可以减少轮胎的磨损，降低司机的使用成本。 2.政府普及空气悬架有利于减少财政支出，有效解决超载问题 a.选装空气悬架可以降低政府对道路养护成本和制造建设成本 由于卡车选装空气悬架后，可以使得卡车的轮胎紧贴路面，避免了轮胎反复弹起产生对路面的破坏力，从而减少政府对于道路养护的财政支出；其次，如果卡车大范围上装空气悬架，减少对路面的破坏，可以在后期道路规划建设时降低建设标准，可以由A级降为B级，使得建造成本降低。 b.政府结合大数据，有效解决超载问题 卡车超载问题一直是政府在行业内无法根治和解决的，政府往往通过设立磅站来进行超载问题的整治。但往往效率低下，磅站需要资金和人力物力的大幅投入。如果将空气悬架在重卡领域普及开来，在空气弹簧上加装传感器，运用大数据传输模式和国家监管中心进行合作，监管部门可以对车辆的超载行为进行实时监控，通过电子形式开具罚单，一方面可以有效遏制超载行为，另一方面也提高了操作效率，减少磅站投入。目前特斯拉最新的卡车Cybertruck就运用了这一技术趋势。 c.技术进步和市场需求有助于健全市场法规建设，法规的成熟又有助于市场进一步完善 在2020年之前，TPMS胎压监测市场没有得到普及。整车厂没有与应商形成合作绑定关系的普及，作为售后市场的冷门业务；自2020年1月1日起，TPMS（胎压监测系统）强制安装法开始执行，使得胎压监测的上装率从20%提升到了100%，市场份额由2015年的7.8亿跃升至2025年27.2人民币。在空气悬架商用车方面，2020年起我国开始实施特定车型强装空悬的政策，加固空气悬架需求刚性，预计我国商用车空气悬架市场将逐渐向海外的成熟市场靠拢，渗透率稳健提升。至2025年，我国乘用车、商用车空悬市场可达189、131亿元。 综上所述，目前中国市场空气悬架商用车市场渗透率不足10%，中国作为世界第一大物流国家，市场前景广阔，在市场和政府的双重作用下，市场需求正在二次爆发。  图7：卡车空气悬架示意图 空气悬架未来发展建议： 建议1.平台孵化形成上下游规模效应 国内目前的竞争格局正在发生变化，由于软硬件解耦，空气悬架技术的“黑匣子”由过去外资供应商垄断，现在供应商逐渐把软件算法研发的市场份额交给整车厂来做，而整车厂为了进一步降低成本，提高议价能力，把tier1拆分成众多tier0.5零部件供应商。对于众多零部件供应商而言，各自在上下游具有不同的优势，但无法形成规模效应和协同效应，这就需要一个平台来对众多零部件供应商进行孵化，包装，形成协同效应来一起打包面对整车厂；对于整车厂而言既达到了拆分成本的目的，又可以同时和完整产业链进行合作，提高供应商与OEM间的合作质量和合作效率。美国的孵化器平台会结合产业专业性，做产业平台的纵向延伸，因此吸引了大批相同产业创业者加入。 建议2.配套测试、法规先行，为市场发展理清路线 鉴于目前空气悬架广阔的市场前景和配套的相关产品即将上线，需要在产品上市前做到法规先行，为市场理清路线。为了法规和行业标准的制定，就需要成熟的测试标准和测试实验去做前期的铺垫。在建立成熟的市场测试过程中，还可以让众多的整车厂参与其中来，也有利于在过程中拓展更多的合作伙伴。就我国目前而言，针对空气悬架的前端测试市场，包括测试理论和测试设备目前还在探索阶段，还需要时间形成行业标准；同时对于测试市场目前存在较大市场空白，各个中小企业还在摸索阶段，这就需要行业协会来制定规划发展路线来引领中小企业发展向前，同时可以将各个资源进行梳理对接。 建议3.理论基础和实验落地能力是主机厂检验供应商能力的重要指标 在研发阶段，无论是主机厂还是下游供应商对于专业人才的储备处于空白阶段，相关人才的获取更多是从相关领域或相同技术背景去挖掘获取和培养。通过测试和摸索得到理论数据和性能矩阵去推断产品的最终走向。对于主机厂而言，作为一名合格的供应商，虽然没有直接的人才储备，但必须要拥有相似的技术背景，相应的理论基础和具备落地能力的实验室，三项缺一不可。 |
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