内容概要:磁流变悬架系统是一种利用磁流变液体来调节悬架阻尼的汽车悬架系统,主要由磁流变减振器、传感器、控制器、附件等部分组成。伴随汽车新四化的发展趋势,传统悬架系统的螺旋弹簧、被动液压减震器由于刚度和阻尼出厂不可调节,难以满足智能驾驶的底层执行需求。而近年来高速发展的空气弹簧、电磁阀(CDC)减震器、磁流变(MRC)减震器等新技术由于刚度和阻尼可通过电子控制算法进行动态调节,因此可以更好地适应汽车电动化、智能化的新趋势,因此越来越多的被各车厂青睐。而与空气悬架和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,受到了越来越多车企与零部件厂商的重视。随着我国科技产业发展,目前国内已经有多个高校科研团队突破磁流变液技术,并成立公司进行产业化如科亿国际(清华大学车辆学院)、朝上科技(悉尼大学材料学)、博海新材(中南大学粉末冶金研究院)等公司,通过自主可控的磁流变液,大幅降低成本。虽然国内还未大批量量产MRC悬架,但未来随着国产技术不断突破,国产系统售价较海外价格将有大幅下降,为MRC悬架的大规模应用提供支撑。MRC系统市场潜力巨大,市场规模将呈现快速增长态势,预计到2028年我国磁流变悬架系统市场规模将超100亿元。
关键词:磁流变悬架系统发展优势、汽车智能化现状、磁流变悬架系统市场规模、磁流变悬架系统市场现状
一、磁流变悬架系统行业相关概述
磁流变悬架系统是一种利用磁流变液体来调节悬架阻尼的汽车悬架系统,主要由磁流变减振器、传感器、控制器、附件等部分组成。磁流变减振器又称磁流变阻尼器,是磁流变悬架系统的核心部件,主要由磁流变液(MRF)、补偿腔、活塞、缸体、活塞杆等部分组成。早在19世纪40年代,美国科学家Jacob Rabinow就已经发明了磁流变技术,但因为开发成本等因素的制约,这项技术并没有被广泛商用,在相当长的时间里一直禁锢在实验室里。但近几十年随着汽车电子化和智能化的快速发展,磁流变悬架系统受到了越来越多车企与零部件厂商的重视。
悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并减少由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。对于一辆汽车的操控性和舒适性而言,悬架起着巨大的作用。传统悬架系统主要由减震螺旋弹簧和减震器组成,二者相互配合完成车辆的减震作用。当车辆行驶在不平路面时,弹簧受到地面冲击后发生变形(压缩或拉伸),由于弹簧恢复原形时会出现来回震动的现象,减震器则对弹簧起到阻尼的作用,抑制弹簧来回摆动。伴随汽车新四化的发展趋势,传统悬架系统的螺旋弹簧、被动液压减震器由于刚度和阻尼出厂不可调节,难以满足智能驾驶的底层执行需求。而近年来高速发展的空气弹簧、电磁阀(CDC)减震器、磁流变(MRC)减震器等新技术由于刚度和阻尼可通过电子控制算法进行动态调节,因此可以更好地适应汽车电动化、智能化的新趋势,因此越来越多的被各车厂青睐。
在磁流变悬架系统中,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,此时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。与空气悬架和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,具体优势包括(1)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。(2)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。
二、磁流变悬架系统发展背景
随着经济稳步发展,居民收入持续增长,汽车技术不断进步,我国已成为全球最大的汽车产销市场。近两年新能源汽车的快速发展拉动汽车整体产销量再创新高,2023年我国汽车产销量首次突破3000万辆,分别达3016.1万辆、3009.4万辆,较2022年实现11.6%、12.0%的增长。2024年1-9月,我国汽车实现产销量2147万辆和2157.1万辆,同比分别增长1.9%、2.4%。近年来,我国汽车产业加速向着电动化、智能化、网联化转型,汽车电动化转型取得了巨大成功,中汽协数据显示,2024年1-9月,我国新能源汽车产销分别完成831.6万辆和832万辆,同比分别增长31.7%和32.5%,新能源汽车新车销量占汽车新车总销量的38.6%。
汽车电动化趋势日渐明朗,汽车产业开始逐渐步入智能化下半场。在智能化趋势下,L2级智能化功能逐渐成为汽车标配,渗透率持续提升。数据显示,2024年上半年中国L2级辅助驾驶乘用车渗透率提升至55.7%,其中具备领航辅助驾驶功能的新车渗透率达到11.0%。在L3级及以上自动驾驶方面,中国已确定首批9个联合体,开展准入与上路通行试点工作。未来,随着大算力、大数据、大模型等快速发展,高级自动驾驶技术有望实现新的重大突破,智能网联汽车也将进入全新发展阶段。《智能网联汽车技术路线图2.0》数据显示:预计到2025年,我国PA(L2部分自动驾驶)、CA(L3有条件自动驾驶)级智能网联汽车渗透率超过50%,2030年渗透率将超70%。智能驾驶的兴起对悬架系统提出了更高要求,磁流变悬架系统迎来重大发展机遇。在动态适应性方面,随着车辆从L2级别向L3及以上级别自动驾驶过渡,车辆需要更高级的悬架系统来适应更加复杂多变的驾驶环境。磁流变悬架系统能够根据自动驾驶系统提供的数据,实时调整悬架设置,以适应不同的路面状况和驾驶模式。在安全性方面,自动驾驶车辆需要更高的安全标准,磁流变悬架系统能够通过改善车辆稳定性来增强安全性。在紧急避让或突然转向时,主动悬架可以提供更好的车辆控制。在操控性方面:自动驾驶系统在执行复杂操作时,需要悬架系统能够提供快速准确的响应。磁流变悬架系统可以通过调整刚度和阻尼,优化车辆的操控性能,确保自动驾驶操作的精准执行。
相关报告:智研咨询发布的《2025年中国磁流变悬架系统行业市场发展态势及产业需求研判报告》
三、磁流变悬架系统发展现状
从当前车型搭载磁流变悬架系统来看,电磁悬挂一直是凯迪拉克御用主动悬挂类型,2002年凯迪拉克XTS作为首款搭载MRC电磁悬架的豪华商务轿车上市,后推出的凯迪拉克CT5也有配置MRC电磁悬架。此后,多家主机厂紧跟潮流,陆续推出多款配备电磁悬架的中高端车型,如奔驰S级、宝马7系、宝马M3、高尔夫GTI、坦克300等。在豪华汽车领域,电磁悬架已经成为许多高端车型的标志性配置。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,渗透率较低。
由于磁流变液技术壁垒较高,此前磁流变材料相关技术一直被海外厂商如LORD、QED Technologies International、Arus MR Tech所垄断,三大厂商占据全球超90%的市场份额。而汽车领域,LORD一家独大,京西重工BWI(德尔福)与其合作,使用LORD磁流变液来提供MRC悬架解决方案,此前也在全球市场形成垄断地位。由于MRC的采购成本极高,且本身的高端化定位,因此MRC悬架价格极高,单套系统价格超过2万元,这也造成MRC悬架在市场上的渗透率低。另外,由于磁流变材料可应用于军工,因此海外厂商对中国实施禁运,使得MRC悬架提供商更加依赖LORD。
随着我国科技产业发展,目前国内已经有多个高校科研团队突破磁流变液技术,并成立公司进行产业化如科亿国际(清华大学车辆学院)、朝上科技(悉尼大学材料学)、博海新材(中南大学粉末冶金研究院)等公司,通过自主可控的磁流变液,大幅降低成本。虽然国内还未大批量量产MRC悬架,但未来随着国产技术不断突破,国产系统售价较海外价格将有大幅下降,为MRC悬架的大规模应用提供支撑。MRC系统市场潜力巨大,市场规模将呈现快速增长态势,预计到2028年我国磁流变悬架系统市场规模将超100亿元。
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《2025年中国磁流变悬架系统行业市场发展态势及产业需求研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。
2025年中国磁流变悬架系统行业市场发展态势及产业需求研判报告
《2025年中国磁流变悬架系统行业市场发展态势及产业需求研判报告》共十章,包括磁流变悬架系统行业相关概述、磁流变悬架系统行业运行环境(PEST)分析、全球磁流变悬架系统行业运营态势、中国磁流变悬架系统行业经营情况分析、中国磁流变悬架系统行业竞争格局分析、中国磁流变悬架系统行业上、下游产业链分析、磁流变悬架系统行业主要优势企业分析、磁流变悬架系统行业投资机会、磁流变悬架系统行业发展前景预测。
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