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Bose電磁汽車懸架的工作原理、失敗原因及ClearMotion的技術(shù)復(fù)興

作者: 時間:2026-04-17 來源: 收藏

盡管 “聲音計劃”(Project Sound)電磁懸架從未實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,但其技術(shù)原理被 公司借鑒,打造出了CM1懸架系統(tǒng),更重要的是這套系統(tǒng)讓蔚來ET9能夠以減速帶搭配香檳塔作為彰顯其懸掛穩(wěn)定的最佳注腳。

或許是家用與車載音響系統(tǒng)的代名詞,但你是否知道,這家總部位于弗雷明漢的公司曾研發(fā)出史上最具吸引力的主動懸架設(shè)計之一?這一切始于20世紀(jì)80年代,出自電氣與音響工程師阿瑪爾?博斯(Amar )的天才構(gòu)想 —— 他將Bose公司大部分無表決權(quán)股份捐贈給了麻省理工學(xué)院。阿瑪爾提出的條件是:這些無表決權(quán)股份永遠(yuǎn)不得出售,而應(yīng)由麻省理工學(xué)院用于推進(jìn)該校的科研與教育使命。盡管運(yùn)營公司的日程十分繁忙,他仍在 1956年至2011年間擔(dān)任麻省理工學(xué)院教授。

可以說,他是一位極度專注的人,據(jù)稱其許多絕妙創(chuàng)意都在靈光一閃間誕生。阿瑪爾?戈帕爾?博斯于2013年7月逝世,他沒能親眼見到自己這項驚艷的主動懸架最終未能商業(yè)化,但在另一個世界,阿瑪爾一定會為這套主動懸架最終演變?yōu)榫邆渖虡I(yè)可行性的系統(tǒng)而感到欣慰。

在介紹 Bose 的失敗設(shè)計、 如何對其進(jìn)行改進(jìn),以及蔚來如何將其在 ET9 純電動轎車上實現(xiàn)量產(chǎn)之前,我們首先需要理解,為何主動懸架正成為越來越多車企的首選方案。不過在此之前,我們不妨把時間撥回雪鐵龍推出液壓氣動懸架的年代。

歷代主動懸架設(shè)計發(fā)展歷程

由保羅?歐內(nèi)斯特?瑪麗?馬熱斯研發(fā)的液壓氣動懸架,首次亮相于1954年款雪鐵龍 traction Avant 15/6H。一年后,雪鐵龍DS對這一原始概念進(jìn)行升級,在四輪均搭載了具有革命性的自動調(diào)平設(shè)計。盡管在直線行駛通過非鋪裝路面時效果極佳,但液壓氣動懸架最大的缺陷在于側(cè)傾剛度控制能力不足。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修難度大的口碑最終導(dǎo)致這一設(shè)計走向終結(jié),雪鐵龍隨后用漸進(jìn)式液壓緩沖裝置將其取代。

同樣在20世紀(jì)50年代,底特律三大車企中規(guī)模最大的通用汽車,在凱迪拉克 Eldorado Brougham 上首次推出自動調(diào)平空氣懸架。三十年后,豐田推出了電子調(diào)制懸架(TEMS)。更準(zhǔn)確地說,TEMS 是一種可電子控制、實現(xiàn)連續(xù)阻尼調(diào)節(jié)的減震器,但在日本資產(chǎn)價格泡沫破裂后,這套系統(tǒng)逐漸失去了消費(fèi)者與豐田自身的青睞。

同樣在20世紀(jì)80 年代,奔馳推出了搭載電子控制自適應(yīng)阻尼液壓氣動懸架的 W126。同一時期,日產(chǎn)推出了超聲波半主動懸架,三菱則在第六代戈藍(lán)上大力宣傳其動態(tài) ECS 主動控制懸架。

90 年代伊始,日產(chǎn)總統(tǒng)與英菲尼迪 Q45 搭載了全主動懸架。1993 年,凱迪拉克推出了道路感應(yīng)懸架(RSS)與連續(xù)可變道路感應(yīng)懸架(CVRSS)。同樣在 90 年代,豐田天鉤空氣懸架實現(xiàn)量產(chǎn)。90 年代后期,英國車企路虎在發(fā)現(xiàn)者車型上搭載了電子控制液壓防傾桿。

談及 90 年代,不得不提結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的威廉姆斯液壓氣動主動懸架 —— 它搭載于使用雷諾動力的 FW15C F1 賽車上,這款戰(zhàn)績輝煌的賽車助力阿蘭?普羅斯特奪得第四個車手總冠軍。FW15C 還憑借主動懸架實現(xiàn)了 “一鍵超車” 功能。

進(jìn)入 2000 年代,主動懸架技術(shù)明顯迎來升級,首先是凱迪拉克塞維利亞STS搭載的磁流變減震器(MagneRide)。2013年推出的222系列奔馳S級,搭載了帶路面掃描功能的魔術(shù)車身控制系統(tǒng),這套道路感應(yīng)系統(tǒng)可提前預(yù)載主動液壓減震,以應(yīng)對路面顛簸。在后續(xù)的217系列 S 級轎跑上,魔術(shù)車身控制系統(tǒng)新增了主動彎道傾斜功能,可讓車輛在過彎時向內(nèi)傾斜,抵消乘員感受到的離心力,帶來更平順的過彎體驗。2008年,大眾CC成為大眾集團(tuán)首款搭載DCC自適應(yīng)底盤控制懸架的量產(chǎn)車型。

2019款豐田亞洲龍的 AVS 自適應(yīng)可變懸架也值得一提。它通過電磁閥實現(xiàn)實時阻尼控制,根據(jù)G值傳感器數(shù)據(jù)調(diào)控車輪運(yùn)動。這部分最后要提到的是 Multimatic 的真主動滑閥減震技術(shù),法拉利在 Purosangue SUV 上將其命名為法拉利主動懸架技術(shù)(FAST)。TASV 在各種場景下效果都極為出色,以至于 Purosangue 甚至無需配備防傾桿。很可惜,這套真正提升Purosangue體驗的懸架沒有在國內(nèi)類似版本的電動車上復(fù)刻。

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Bose 聲音計劃(Project Sound)電磁懸架

與汽車供應(yīng)商及整車廠不同,Bose在汽車懸架設(shè)計上采取了完全不同的技術(shù)路線,但其目標(biāo)卻大同小異:這家美國公司希望同時實現(xiàn)極致的車身控制與頂級的駕乘舒適性。

阿瑪爾?博斯將其稱為一項重大突破,這項后來被稱作 “聲音計劃” 的研發(fā)耗時近三十年,投入超過1億美元。這一獨(dú)特懸架設(shè)計的靈感在80年代浮現(xiàn)于阿瑪爾腦海,彼時汽車電子控制系統(tǒng)仍處于起步階段。若沒有車輛四角的線性電磁電機(jī),這套電磁懸架便無從談起。

憑借在高保真音響領(lǐng)域的技術(shù)積累,阿瑪爾與團(tuán)隊最終選擇了電磁懸架方案。電磁系統(tǒng)不僅能彌補(bǔ)液壓系統(tǒng)的短板,電磁執(zhí)行器的響應(yīng)帶寬也優(yōu)于液壓執(zhí)行器。此外值得注意的是,液壓阻尼系統(tǒng)會因流體慣性而反應(yīng)遲緩。

在歷經(jīng)不少于五年的數(shù)學(xué)分析后,Bose 確認(rèn)其即將推出的系統(tǒng)將大幅優(yōu)于當(dāng)時所有懸架設(shè)計。從一開始,Bose 便清楚這套電磁系統(tǒng)的研發(fā)難度極高。高效線性電機(jī)與大功率功放易于實現(xiàn),但運(yùn)行系統(tǒng)所需的電機(jī)控制算法與超高速微型計算機(jī)卻并非易事。

四個電磁電機(jī)均接收傳感器輸入信號,通過獨(dú)立伸縮車輪來應(yīng)對路面顛簸與車身俯仰動作。車輪減震器則防止輪胎脫離路面?;诎敔?博斯本人研發(fā)的開關(guān)放大技術(shù),四臺再生功率放大器按照控制單元指令放大并輸送電能。

當(dāng)車輛駛過坑洼另一側(cè)時,這些電機(jī)會作為發(fā)電機(jī)工作,將電能通過再生功率放大器回收。Bose 宣稱,其電磁懸架的功耗不到普通車輛空調(diào)系統(tǒng)的三分之一。

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前懸架模塊集成了麥弗遜式支柱,后部則采用雙叉臂連桿結(jié)構(gòu),將電機(jī)連接在車輪與車身之間。最后的關(guān)鍵部件,是用于承載車身重量的扭桿彈簧。

你可能會好奇,這套系統(tǒng)搭載在什么車上?答案是一臺老款雷克薩斯LS 400—— 這款大型豪華轎車讓雷克薩斯在長期由寶馬、奔馳主導(dǎo)的細(xì)分市場中家喻戶曉。2016年,該項目已陷入停滯,阿瑪爾創(chuàng)立的公司向科技媒體CNET展示了改裝1994款雷克薩斯LS 400與原廠素車的對比,直觀呈現(xiàn)電磁懸架帶來的巨大差異。

無論是過彎、制動、加速、經(jīng)過顛簸路面還是坑洼,電磁懸架的表現(xiàn)都遠(yuǎn)勝原廠。Bose 還展示了一項原本不打算用于量產(chǎn)車的功能:改裝后的 LS 400 可以躍過小障礙。

這臺完成于 2004 年、用于 Bose 絕大多數(shù)宣傳素材的 LS 400,最終以里程不足 53100 英里(85456 公里)的拆車件身份出現(xiàn)在 Facebook Marketplace 上。Bose還制造了第二臺原型車。2017年,這些原型車、原廠 LS 400,連同所有相關(guān)軟件、專利以及 Bose Ride 商用車座椅懸架業(yè)務(wù),一并出售給了 。

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不了解Bose Ride的讀者也無需擔(dān)心。這是一套卡車座椅懸架系統(tǒng),基于聲音計劃的電磁懸架技術(shù)開發(fā)。Bose Ride于 2010 年推出,第二代產(chǎn)品Bose Ride II于 2015 年上市。第二代產(chǎn)品在美國市場的初始售價為 2995 美元 / 臺(含運(yùn)輸與安裝),10至99臺批量采購價為3695美元/臺。

早在阿瑪爾?博斯決定將無表決權(quán)股份贈予麻省理工學(xué)院之前,聲音計劃就已宣告終止。一方面,這套主動系統(tǒng)增重過多,在企業(yè)平均燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)日趨嚴(yán)苛的時代,會對燃油經(jīng)濟(jì)性造成不利影響。但更重要的是,其成本高得令人望而卻步。根據(jù)《Wards Auto》2007 年 11 月的報道,這套系統(tǒng)曾吸引多家車企關(guān)注,包括本田、捷豹、奔馳與法拉利。阿瑪爾?博斯明確表示,由于成本高昂,該系統(tǒng)僅適用于豪華車。他還向該媒體透露,Bose正在推進(jìn)硬件小型化以減輕重量。

接任阿瑪爾?博斯擔(dān)任CEO兼董事長的鮑勃?馬雷薩于1986年以高級研究員身份加入 Bose,隨即被調(diào)入聲音計劃項目,并于1996年升任首席工程師。二十年后,正是馬雷薩向 CNET證實,聲音計劃項目已終止。

但正如老話所說:一個人的垃圾是另一個人的寶藏。ClearMotion 于2017年收購了這項電磁懸架技術(shù),意圖通過簡化設(shè)計對其進(jìn)行優(yōu)化。盡管收購的財務(wù)細(xì)節(jié)并未公開,但這家美國初創(chuàng)公司在收購前幾個月剛從風(fēng)投機(jī)構(gòu)募集了1億美元。

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ClearMotion登場

此次收購幫助ClearMotion成為主動運(yùn)動控制領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)軍者,彼時這家初創(chuàng)公司已擁有超過300項專利。該公司的高帶寬主動懸架技術(shù)原計劃于2019年推出,2018年已在改裝版F10世代寶馬5系上完成展示。而量產(chǎn)則一直等到2024年 —— 這一年ClearMotion在中國開設(shè)工廠,為蔚來ET9生產(chǎn)懸架部件。這并非完全巧合。2022 年,這家中國汽車巨頭領(lǐng)投了 ClearMotion 3900 萬美元融資。蔚來旗艦電動轎車ET9于2024 年 12 月發(fā)布,2025年3月正式量產(chǎn)交付。

與 Bose 的設(shè)計類似,ClearMotion 在聲音計劃技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的 CM1 系統(tǒng)并非像傳統(tǒng)懸架那樣單純吸收顛簸,而是一套前瞻式懸架系統(tǒng):它能感知路面狀況并控制車輪高度,同時在過彎時盡可能讓車身保持水平。蔚來將這套全主動懸架命名為 “天行底盤”,其核心是一款名為Activalve的軟件定義電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該部件持續(xù)監(jiān)測、處理并響應(yīng)路面與駕駛工況。相比 Bose 電磁懸架,ClearMotion 的衍生產(chǎn)品體積更小、重量更輕,也因此吸引了保時捷的關(guān)注。2024 年,這家德國車企與 ClearMotion 簽署合作協(xié)議,涵蓋 CM1 懸架技術(shù)與 RoadMotion 路面特征識別軟件。只有結(jié)合 RoadMotion,CM1 才能從 “主動懸架” 升級為 “前瞻懸架”。

通過實現(xiàn)前瞻式底盤控制,RoadMotion 能讓車輛在紐博格林北環(huán)賽道單圈成績提升寶貴的數(shù)秒??紤]到斯圖加特的品牌始終追求更快車速,保時捷希望入局也就不難理解。目前最大的疑問是,保時捷會將 CM1 率先搭載于 992.2 世代 911,還是其他相對普通的車型。

無論未來走向如何,保時捷并非孤軍奮戰(zhàn)。根據(jù)合作協(xié)議,保時捷與ClearMotion 還簽署了授權(quán)協(xié)議,允許大眾集團(tuán)旗下其他品牌與車型使用雙方聯(lián)合開發(fā)的懸架技術(shù)。首先想到的品牌便是蘭博基尼、賓利與布加迪。

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蔚來 ET9

蔚來早在 2023 年 12 月就開啟了全球首款搭載 CM1 懸架量產(chǎn)車的預(yù)訂。一年后,ET9 在中國正式上市,起售價 78.8 萬元,按當(dāng)前匯率約合 108065 美元。該價格包含電池,選擇電池租用方案的蔚來 ET9 售價 66 萬元,另需每月支付 1128 元月租。首發(fā)版為全系頂配,售價 81.8 萬元(112180 美元),標(biāo)配 100 千瓦時電池。作為全球首款搭載線控底盤的車型,ET9 CLTC 續(xù)航最高可達(dá) 650 公里(404 英里)。上市初期提供八種車身顏色,其中午夜瓷藍(lán)配色尤為驚艷,該漆面需經(jīng)過 60 小時手工拋光,才能呈現(xiàn)出理想的光澤與質(zhì)感。


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