2026泰达论坛【原创先进技术发布】丨隋鹤龙:磁流变技术应用

日期:2026-09-20 01:48:24

来源:2026泰达论坛

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由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办的第二十二届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛(以下简称“泰达汽车论坛”)2026年9月17日至9月20日在天津市滨海新区举办。本届泰达汽车论坛将围绕“智绿筑基·生态蓄势·共创共赢”的年度主题,邀请重磅嘉宾展开深入研讨。

在9月18日“原创先进技术发布论坛”中,京西智行中国研发中心 悬架性能开发与验证总工隋鹤龙发表题为“磁流变技术应用”的演讲。

以下是演讲实录:

各位嘉宾、各位领导:

大家下午好!下面由我向大家介绍京西智行在磁流变技术应用方面的一些进展。

京西智行产品主要包括两大类:一是悬架产品,二是制动产品。我从事悬架产品开发,今天主要向大家介绍磁流变悬架系统。磁流变技术目前主要应用于三类产品:一是磁流变减振器,二是磁流变发动机悬置,三是磁流变技术解决方案。

磁流变减振器是基于磁流变液开发的悬架产品。磁流变液发明于1948年,是一种流变特性可控的新型流体。未施加磁场时,它呈现牛顿流体特性,黏度相对较低;施加磁场后,则呈现高黏度、低流动性的宾汉流体特性。磁流变液的黏度大小取决于所施加磁场的强弱。磁场的施加通过电磁转换实现,带来的特点是能耗相对较低、易于控制、响应非常迅速。这也是磁流变减振器最大的特点。磁流变液主要由微米级铁粉、基液和添加剂组成,以保证其稳定性。

我们将磁流变液引入减振器,用带有电磁线圈的活塞替代传统由电磁阀、阀片等组成的活塞。通过电磁线圈中的电流大小控制磁场强度,进而改变磁流变液中颗粒的排布。施加磁场后,磁流变液中的微小颗粒呈现规律性排布,从而提高液体黏度和整个减振器的阻尼力,实现对阻尼力精准、动态的调节与控制。

其采用单筒减振器结构。除了用带电磁线圈的活塞替代原有阀片式活塞外,整个结构以单筒形式替代了电磁阀内置三筒结构和外置电磁阀结构,整体非常简洁,制造工艺简单,减振器性能相对稳定可靠。

整套减振系统除包括前后轴各两个、共四个减振器外,还需要配备四个轮端加速度传感器,以及内置集成惯性测量单元的ECU控制器,从而实现完整功能。

从控制逻辑来看,整个系统包括输入信号处理。输入信号包括加速度传感器、轮端信号、驾驶员输入信号,以及转向、制动和车轮姿态等信号。系统通过自主研发的控制策略,对输入信号进行处理。控制策略包括驾驶模式确定、车身控制、车轮控制、稳定性控制、操控性控制、瞬态控制和末端控制等模块及算法,用于计算当前驾驶状态所需的阻尼力,并将其转换为电流信号,输出给减振器执行,从而实现所需的阻尼力控制。

它有几种好处:

1.可以设置多种不同的驾驶模式,可以供我们自动控制

2.由于取代了传统阀片结构,在现场调校和性能开发时,无须反复拆装减振器、更换阀片组合,只需调整控制软件参数,即可实现不同阻尼力的控制,提高调校性能和效率,大幅缩短开发周期。

总结来看,磁流变减振器具有结构简单、响应快、阻尼调节范围大等特点。从图中可以看出,其阻尼力建立速度非常快,在1毫秒内可以达到387牛,是电磁阀控制减振器的数倍。此外,其带宽也高于电磁阀控制减振器,特别是在中低速范围内:速度为1米/秒时,阻尼力输出可以超过1万牛;速度为0.05米/秒时,阻尼力可以达到3500牛。这一特性特别适合新能源汽车。新能源汽车的车重通常高于传统燃油车,尤其在小幅运动时需要较大的阻尼力。传统减振器阻尼力的建立与减振器运动速度高度相关,在低速情况下难以提供大阻尼力支撑。

加入控制系统后,从感知信号的输入到算法处理,再到直系粒值的输出,整个可以控制在10毫秒以内。相比之下,即使性能较好的电磁阀控制减振器,也至少需要20至30毫秒。从整车性能评价来看,这些特点带来的最终表现就是,我们在舒适性这些性能指标都跟电磁阀控制减震器相当的情况下,我们在操控性的性能指标上基本是全面超越了电磁阀控制的减震器,包括双阀减震器,能够真正做到飞坡不跳、过弯不偏、坏路不颠、坐车不晕,整个驾控的感觉。

我们与单阀电磁阀减振器、双阀电磁阀减振器进行的详细性能对比。我们在做到性能超越电磁阀减震器的情况下,我们的成本可以做到跟单阀的电磁阀减震器相当。

京西磁流变减振器很早就实现了量产。2002年,我们在国外量产第一代产品;截至目前,产品已经迭代四代,现在应用的是自2021年开始量产的第四代产品。目前正在开发第五代产品,可以实现更大的阻尼带宽、更低的摩擦力、更精准的控制和更好的低温性能,主要配合低温磁流变液的性能开发。

过往,我们已经量产超过1000多万支磁流变减震器,主要应用于国外高端品牌项目,因为此前成本较高。2024年,我们开始在国内推进国产化并建成国内第一条生产线;2025年,已与国内部分头部主机厂、自主品牌和新势力车企合作,实现多款车型量产。目前,单条产线产能可达到60万支,现有五条生产线,年产能可达到300万支。此外,还有多个新项目正在开发。

第二类磁流变应用是发动机悬置。这个产品相对小众,主要应用于部分大功率燃油发动机。其工作原理与磁流变减振器相同,只是应用场景变为发动机悬置。它有两种方案:一种采用内置压力传感器,另一种采用外置加速度传感器。我们更推荐外置加速度传感器方案,其性能表现更优,结构更紧凑、重量更轻,在成本方面也具有优势。

得益于磁流变本身的技术特点,磁流变的悬置可以在动态刚度,可以在一毫秒内实现从基础的动态刚度到极限动态刚度的切换。另外,相比于传统的液压悬置,它只能在单一的频率和振幅下实现峰值,我们磁流变悬置可以在更宽的频段内实现高阻尼的效果。

对于磁流变悬置,基于磁流变液自身特性和阻尼孔道设计,阻尼孔的固有频率为100赫兹。为实现100赫兹以上频率的隔振,我们配置了解耦器,以减少小振幅、高频率振动的影响。

相比于传统的液压悬置,我们在乘坐舒适的场景和动态驾驶的应用场景,它的性能表现都是优于液压悬置的,相对NVH值可能略逊一点,但对于燃油发动机,NVH表现并不是很在意的一个指标。

最后一类是全主动悬架。目前,全主动悬架主要有液压方案和直线电机方案,两种方案各有技术难点。京西磁流变全主动悬架融合了磁流变离合器,具有旋转式和直线式两种布置方案,可以根据车身布局选择不同的设计方案。

融入磁流变离合器后,可以提升整个单轴输出扭矩,解决全主动悬架大举升力与高频带宽之间的矛盾。液压全主动悬架主要有两种方式:一种是泵和执行器相结合的一体式方案,其特点是响应快,但单独举升力相对较低,不能实现原地起跳;另一种是泵和执行器分体式方案,可以实现较大举升力,但响应时间相对较慢,在舒适性方面仍有不足,驾乘时冲击感较强。在电机方案中加入磁流变离合器后,可以解决全主动悬架大举升力与高带宽之间的矛盾。

这是全自动悬架的功能定义。在配合预瞄的情况下,可以实现主动侧倾的控制,包括俯仰控制和单轮冲击的隔离、静态车身的调平、多模式情况下的高度调节、交叉轴脱困、原地“跳舞”模式、极端脱困与“跳跃”、碰撞前预调整,包括刚才也有讲到的爆胎和失控的稳定控制。

目前,该方案正在与多家国内主流主机厂开展联合开发。“N样”预计下个月完成,今年可以完成整个“N样”的开发和验证。也希望有相关需求的企业与我们沟通合作。   

谢谢大家!

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