导言:在文章《新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【完结篇】》中提到,已经量产的主动悬架方案有蔚来ET9天行智能底盘的48V电控助力减振器,其供应商为Clearmotion; 保时捷Paramera的400V高压液压泵驱动的Active Ride, 其供应商为RAPA;比亚迪U7搭载的云辇Z的直线电机磁悬浮技术方案,其电机技术支持800V电压平台;在这些技术方案中,都是对减振器功能的不断改进,对于螺旋弹簧,空气弹簧仍然需要单独进行集成,这在一定程度上对于系统集成工作有了更高的复杂度。是否存在一种主动悬架技术方案,能够液压缸、反馈单元、变速泵,电机,驱动器及控制电子设备集成到一个紧凑的单元,从而大幅度降低系统集成难度,同时可以实现各个车轮分布式独立控制呢?Domin Limited提供的主动悬架方案可以满足这些要求,本文对液压技术在汽车底盘中应用的形式(纯液压,直线电机机电,电动静液作动器)进行了技术解析,对Domin Limited公司及其主动悬架解决方案进行介绍,包含柱塞式液压泵,蓄能器实现弹簧功能等方案说明;并对Domin Limited,RARA和Clearmotion的主动悬架技术方案进行了区分比较。
1. 液压技术底盘应用及动力传递形式
• 1.1 液压技术在汽车底盘系统(制动/转向/悬架)中的应用
• 1.2 纯液压驱动 vs 电动静液压作动器 vs 机电(直线电机)驱动
2. Domin Limited是谁?
• 2.1 Domin Limited公司电动静压作动器技术发展历程
• 2.2 电动静压作动器技术应用场景
3. Domin Limited的主动悬架方案介绍 (知识星球发布)
• 3.1 EHA电动静液压作动器
• 3.2 BLDC电机及驱动控制系统
• 3.3 径向往复柱塞泵(Radial Piston Pumps)
• 3.4 液压蓄能器(Hydraulic Accumulator)
4. 总结

01 液压技术底盘应用及动力传递形式
液压技术作为流体动力的关键领域,在汽车行业的多个应用场景中发挥作用;这得益于其在制动和转向的安全关键系统控制方面的悠久历史,其重量轻,安全性高以及功率重量比大的优势,以及随着液压系统电子控制技术的不断精进,其持续迭代进化的潜力。
1.1 液压技术在汽车底盘系统(制动/转向/悬架)中的应用
液压系统在汽车领域常见的应用场景有:
制动系统
液压系统仍是线控制动系统的基础,在该系统中,制动器与制动踏板不再通过机械结构连接;驾驶员踩下制动踏板的压力不再直接将液压力传递至车轮的制动衬块,而是通过传感器转换为电信号。ECU(电子控制单元)根据制动踏板传感器的信号输入,计算达到所需制动效果所需的制动压力,并向液压执行器发送信号以增加系统压力,从而夹紧制动器。典型的液压制动系统如One box EHB 液压制动系统,Two box EHB液压制动系统;尽管随着EMB电子机械制动系统技术不断成熟,有可能在未来高端车型中占据一定地位,但液压系统凭借其可靠性与高性价比,在未来一段时间内仍将是制动系统的主要解决方案。

悬架系统
在文章《多腔空气弹簧与多阀CDC减振器 | 主动悬架执行机构技术分析》中提到,CDC减振器油液的驱动是靠液压泵来驱动,所以液压系统也是悬架控制领域主要的动力传递方案;如在文章《新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【完结篇】》中提到,不管是被动悬架使用的传统减振器,还是半主动悬架和主动悬架使用的单阀减振器还是双阀减振器,其工作原理都是基于液压技术的应用,区别只是在于液压系统提供的功率和施加的压力不同。

转向系统
液压助力转向系统作为高可靠性与低成本的转向解决方案,利用流体动力辅助车辆转向或保持稳定的直线行驶路径,这使得车辆操控更轻松,尤其是在低速行驶时;动力转向显著提升了驾驶员的舒适性、安全性和车辆整体控制性。

1.2 纯液压驱动 vs 电动静液压作动器 vs 机电(直线电机)驱动
根据能量传递路径的不同,液压系统参与动力传递的解决方案主要有三种类型:纯液压驱动(Electro-Hydraulic Actuation, EH),电动静液压作动器(Electro-Hydrostatic Actuation, EHA),机电驱动(Electro-Mechanical Actuation, EM), 如下图所示,列出了三种不同液压传递系统的传递路径。

Electro-Hydraulic Actuation(EH): 液压驱动
液压驱动是指将液压动力单元(依赖BLDC电机助力)转化为机械驱动,并通过电磁阀来实现液压动力传递的控制。其中,液压动力单元包含液压缸,液压泵,BLDC电机等。
当前汽车底盘应用中,制动系统的动力实现还主要依赖液压驱动的传递方式,原因在于其高可靠性及高性价比,特别是在整车下电后,EHB制动系统的机械备份能力和液压储能支持,由于这种液压机械制动模式无需电力支持,能够确保车辆在极端情况下(如主电源失效,电机故障)仍具备基础制动能力,减速度可达0.5g以上;尽管EMB机械电子制动有非常明显的后发优势,然而由于EMB完全依赖电机驱动制动卡钳,不存在机械备份路径,一旦整车下电或者电机供电中断,EMB将无法通过传统方式产生制动力,必须依赖备用电池或者复杂的冗余设计维持功能,这对系统成本会有一定影响。

除了高可靠性及高性价比以外,液压驱动还有方便冷却回路设计的优点:由于系统的能源效率,液压油仅吸收很少的热量,加热后通常温度仅在40℃左右;同时相同直径可以提供更大压力(同机电驱动相比),还有由于液压流体的可压缩性,显示出比机电驱动系统更低的刚度。
但液压系统的主要缺点在于低效率,较高噪音,以及液压油对环境容易造成污染。
Electro-Mechanical Actuation(EM):机电驱动
机电驱动是将电力从电动直接转化为机械驱动,通过电机及控制其产生电力(根据应用环境确定是否需要减速单元实现增扭功能),根据直线电机的工作原理,对电机的定子施加电流后,会驱动动子进行直线运动,从而实现驱动功能。
在主动悬架中,如文中《新能源四电之"主动悬架" | 高压电驱如何卷向底盘悬架应用?【完结篇】》中提到,比亚迪云辇Z的主动悬架采用的是将直线电机直接集成到空气弹簧中,通过电机驱动来直接实现阻尼力的调节,没有通过油液作为介质,这种方式可以称之为电动化悬架,如下图所示。

尽管直线电机驱动具有相应速度快,利用电磁感应能够实现能量回收,低噪音等优点;但是与液压驱动相比,机电驱动存在相同直径可以提供压力较小,刚度较高的缺点,实际应用中需要采取措施对这些缺点进行规避。
Electro-Hydrostatic Actuation(EHA): 电动静液压作动器
电动静液压作动器是将电力从电动转换为液压(依赖液压泵)再转换为机械驱动,结合了液压驱动和机电驱动的优势。
电动静液作动器(EHA)是一种独立的液压解决方案,将液压缸、反馈单元、变速泵,电机,驱动器及控制电子设备集成到一个紧凑的单元中,仅需电气连接。电机控制驱动双向变速泵,而泵连接到液压缸的两个腔室,根据流量流入或者流出,轴伸出或者缩回;与液压系统相比,功率功率由泵完成,改变泵的速度意味着改变流量,从而改变液压功率,腔室中的压力取决于负载。
由于系统的能源效率,液压油仅吸收很少的热量,加热后通常温度仅在40℃左右,对流冷却通常足以满足EHA的需求,这使得设计人员能够构建具有独立液压系统的紧凑模块化单元;EHA的液压油老化很少,通常在系统的整个使用寿命期间不需要更换;由于液压流体的可压缩性,显示出比机电驱动系统更低的刚度。对比电动静液作动器与液压驱动和机电驱动的方案,在能源效率,环境清洁度,噪音,单位面积液压力和发作用力五个维度进行比较的结果如下图所示。

虽然电动静液作动器具备以上提到的不少优势,但不可避免的要提到这种方案还存在高成本的特点,更多应用于航空航天环境中对成本不敏感的场景。
02 Domin Limited是谁?
一家位于英国布里斯托尔(英国西部港口城市)的高科技制造业公司,主要产品是各种不同规格的伺服阀,最有名的产品是世界上最小的直驱阀,并且具有高达200Hz的响应频率。

基于其在伺服阀类产品的领先优势,Domin Limited公司将其产品线拓展至汽车悬架领域,并开发出了高集成度的悬架产品,其核心技术就是电动静液作动器;该公司开发的伺服阀和作动器产品还应用在了主题公园机器人、船用发动机,以及航空航天制动技术。
Domin的主动悬架方案已在阿斯顿・马丁 DBX 707(混动平台) 完成技术演示,当前正为某德国主流车企开发测试部件,同时某超跑制造商计划于 2028 年量产车型中搭载该技术;其成本策略颇具竞争力:虽高于传统弹簧 + 自适应减震器组合,但相较同时控制弹簧刚度、阻尼、车身高度的复杂主动系统,可实现 20% 以上的减重与成本优化。

搭载该主动悬架技术进行测试的车型还包括KIA EV6。
03 Domin Limited的主动悬架方案介绍
悬架系统是汽车设计中的关键部件,对车辆的操控性,安全性和乘客舒适性有着重要影响;主动悬架技术进化的趋势是逐步转向电动化,这样可以节省能源,降低维护成本和改善动态性能。
Domin悬架可配置为适合任何封装尺寸,具有设计和集成的灵活性,最大主动式力可达10千牛;实现所需阻尼、弹簧、滚动和俯仰的所有功能都包含在每个独立单元中,重量可轻至7kg,并通过12V或48V连接;这意味着不需要集中式液压系统,与市场上的其他产品相比,这是最轻的解决方案。通过独立集成系统取代传统集中式系统,同时提升车辆性能、安全性和燃油经济性。
04 总结
汽车底盘控制执行器功能实现的进化趋势是电动化越来越明显,电动动力传递参与制动转向和悬架控制的环节越来越多。然而在逐渐电动化的进程中,液压动力作为一种高可靠性,低成本,且在底盘领域历史悠久的解决方案,其与电动化的融合,结合电动化与液压动力两者的优点,不失为一种创新的方向。
如在第4部分的分析,相比于云辇Z的直线电机驱动方案,尽管其在快速响应方面的优势非常明显,但不可忽略的是其在空间布置方面(相同输出力,与液压方案相比)仍有很大改善空间;而Clearmotion的方案同样具有分布式布置的优势,但是其在功率输出层面还需要继续进行优化;RAPA的方案实现了高电压平台的创新设计,为大功率汽车垂向控制提供了解决方案,然而其仍然存在繁重复杂的液压管路。
电静液致动器(EHA)是传统液压解决方案的一种高度集成、紧凑的替代方案。其主要优点是通过蓄能器,省去了机械或者空气弹簧,同时是一种独立的液压解决方案,将液压缸、反馈单元、变速泵,电机,驱动器及控制电子设备集成到一个紧凑的单元中,仅需电气连接,设计和集成具有灵活性,低功耗的优点;EHA方案仍然需要解决的问题包括高成本问题,大批量应用的可靠性问题,低电压平台(12V或者48V)下的功率降额问题等。
Domin Limited的电动静液压作动器主动悬架方案虽然具有无限的想象空间,但其进一步发展的重点还是要想办法能融入中国主机厂,特别是新势力的开发节奏,联合整车的开发推进其解决方案的落地,毕竟RAPA的技术方案已经得到了大规模量产验证,成为当前国内主动悬架领域最热门攻坚方向。
电力电子系统应用智库
龚淑娟
李峥
汽车底盘,作为汽车的重要组成部分,宛如一座大厦的地基,虽常常被忽视,但其重要性却不容小觑。它不仅是支撑车身的关键架构,更是确保汽车实现动力传递、保障行驶稳定性与操控性的核心所在。可以毫不夸张地说,底盘试制的成功,对于汽车整体性能的提升有着举足轻重的影响,犹如为汽车赋予了一副强健有力的 “身躯”。
2025-07-17
2025-11-28
2025-11-28
2025-11-28
2025-12-02
2025-11-27
2025-11-27
2025-11-28
当今中国汽车行业竞争加剧,汽车零部件供应商的项目开发周期大幅缩短,产品质量要求更严苛,降低成本成为供应商定点的必要前提。基于对当前国内汽车零部件供应商的现状调研,创新性地提出了汽车零部件质量链(Quality Chain)传递模型,适用于在当今国内汽车零部件供应商项目开发中做推广。
作者:姚海棠 张汝峰
评论
加载更多