空气悬架核心部件技术壁垒较高，过去主机厂主要采购大陆、威巴克、 AMK等外资供应商的成熟产品为主。出于降本及软硬件解耦考虑，国内车企或逐步倾向于自研空气悬架控制单元及算法（最终集成至底盘域控制器中），并将硬件总成分拆成空气供给单元、空气弹簧、传感器等部件分别采购，最后再由主机厂主导集成，这为国内零部件供应商单点突破带来机遇，如保隆科技、中鼎股份、天润工业、孔辉汽车等，已逐步实现空气悬架相关部件的量产和配套。
空气悬架系统的构成
空气悬架的核心部件及其作用如下：
①空气弹簧（弹性元件） ：缓冲、减振、承重;
②空气供给单元（包括空气压缩机、分配阀、悬置等） ：通过充放气动态调节空气弹簧伸缩状态；
③减振器（阻尼元件） ：配合空气弹簧，缓冲振动，提升坎坷路段驾乘平顺感；
④控制器ECU：实时控制空气供给单元和减振器，以调节空气弹簧刚度及减振器阻尼力；
⑤传感器（高度传感器、车身加速度传感器等） ：随时向ECU传递车辆状态；
⑥储气罐：配合空气压缩机，以备及时响应ECU信号；
⑦其他（空气管路等） 。
核心部件一、空气弹簧
空气弹簧调节车身高度以及保持刚度稳定。通过控制空气弹簧的充气量，可以调整气囊的长度，以调整车身高度。对于汽车的不同载重，还可调节空气弹簧的压强以保证弹簧的刚度稳定。
根据结构的不同，汽车悬架所使用的空气弹簧主要可以分为囊式和膜式两种。
囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成，主要依靠橡胶气囊的挠曲获得形变。膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成。囊式空气弹簧由于气囊之间有帘线使得中间部分无法径向扩张，通常承力更大，精度较难控制，主要用于商用车中。
膜式空气弹簧刚度较小，车身自然振动频率较低；尺寸较小，在车上便于布置，多用在乘用车上。
图表22.囊式空气弹簧
图表23.膜式空气弹簧
空气弹簧按照气室的数量主要有单腔、双腔和三腔，通常气室越多，弹性和综合性能越好，结构更复杂，成本更高。
单腔空气弹簧只有一个气室，结构、工艺相对简单，成本较低，是目前国内乘用车较为广泛使用的类型。其主要由上顶座总成、扣压环、气囊、铝护筒、防尘罩、活塞、缓冲块、减振器等部件组成。单腔空气弹簧在静载荷状态下充放气时可使车身升高或降低，但充放气时空簧内部受力面积并没有太大变化，故刚度的变化范围比较有限。
多腔空气弹簧性能表现更优，随着气室的增多，刚度调节范围更大，综合性能更优，但更复杂的结构、额外的执行器等部件带来了更高的成本。
图.前（单腔）空气弹簧主要结构
图.2018 保时捷卡宴三腔前空气弹簧主要结构
空气弹簧为空悬系统标志性部件，皮囊制造是核心壁垒。空气弹簧开发难度主要体现在橡胶件上，橡胶件需要保证足够的强度和比较低的刚度，同时其耐用性决定空气悬架使用寿命。早在 20 世纪五十至六十年代，被动空气弹簧已经出现在公交、货车等商用车上，海外空气弹簧主要供应商大多拥有深厚的橡胶产品制造技术积累，并瓜分了大部分商用车和高端乘用车的市场份额。国内橡胶技术起步较早，具有较好的工业基础，目前在空气弹簧的研发、制造、实验验证上均已实现。但相比海外公司产品仍在耐久性、可靠性上稍显逊色。
资料来源：保隆科技官网，中银证券
空气弹簧主要由海外企业供应，本土厂商孔辉科技和保隆科技已有产品量产上车。目前商用车领域空气弹簧主要供应商为美国凡士通，乘用车领域主要生产商为大陆集团和威巴克。
国内方面产品加速追赶。孔辉科技目前提供前后空气弹簧总成产品，自有空气弹簧装配生产线，一期规划年产 15 万套，产品质量执行严格的 DV&PV 实验标准。
保隆科技传统业务积累了丰富的橡胶生产经验，为公司提供了技术优势。其采用国际先进供应商提供的原胶及帘布材料，橡胶材料屈挠试验 50 万次无裂口，优于 GB/T 13061 等标准。保隆科技膜式弹簧满足 500 万次常温疲劳试验，达到并超过行业标准的台架疲劳试验次数和整车疲劳试验里程，处于行业领先水平。
中鼎股份积极布局，一方面通过收购普利司通收获商用车空气弹簧业务，另一方面自研乘用车空气弹簧产品，依托于 AMK 对空悬整体的技术优势及橡胶业务的技术积累，在研产品性能出色，并实现全部零件自产。
.孔辉科技的前空气弹簧总成产品
图.保隆科技的乘用车空气弹簧产品
核心部件二、空气压缩机
空气压缩机是空气悬架空气的供给部件。空气供给单元由空气压缩机、气门阀与储气罐的零部件组成。空气压缩机是整个空气供给单元的核心部件，主要功能是压缩空气来向高压空气罐充气，再由空气阀组调节储气罐与空气弹簧的气压与气量。空气压缩机不直接连接空气弹簧，因为空气压缩机工作时会有一定的噪音，而且频繁工作也会缩短压缩机使用寿命。并且由于压缩空气会产生冷凝水，空气压缩机还需配备空气干燥器，以防止空气冷凝产生水汽腐蚀金属原件。
图.空气压缩机内部结构
图.空气压缩机工作流程图
车载空气压缩机主要有三大技术难点：
1） 能耗较高。空气悬架使用过程中需要频繁压缩空气，故需要持续输入能量，部分车载空气压缩机会采取封闭式结构将排出空气弹簧的空气回收以减少压缩机工作次数以降低能耗。根据华南理工大学、江苏大学的数据模拟，当设定簧载质量为 2269kg、簧下质量为 825kg 的参数下，空气悬架车辆使得车身升高 40mm 一次所需的能量就为 7729.9J-11537.2J，并且空气悬架工作中需要持续多次升高或降低车身，故能耗较高。
2） 体积要求高。空气悬架的空气供给单元通常安装在前轴机舱或者后轴中央，需要与发动机、变速器、悬架连杆等部位共享空间，所以空气压缩机需要在功率足够的情况下保证体积小和装载的便利性。
3） 空气质量要求高。空气悬架对于压缩空气的压强有极高的要求，不同的“气压+气腔体积”组合才能实现空气悬架的非线性刚度曲线，而在这期间空气压缩机不仅要持续提供高压空气，还需要对压缩空气进行干燥处理。
图.集成在后轴的空气供给单元
目前市场上能自主研发生产空气压缩机的企业主要有大陆集团、威伯科和 AMK 三家公司，其中 AMK于 2016 年被中鼎股份收购。 大陆集团最新升级的空气供给系统（CAirS）将干燥器、电动机、 ECU 结合，实现了空气悬架系统能耗的降低，并降低了整体的装载体积。
威伯科以制动系统业务起家，后进入空气悬架和空气压缩机业务， 2020 年采埃孚收购威伯科，作为其第十个独立的事业部运行。
本土厂商中鼎股份于 2016 年完成收购德国 AMK 公司 100%股权，获得其空气悬架领域所有核心技术，2018 年成立 AMK 中国子公司安徽安美科，已获得多家主机厂空气供给单元定点。目前，由于技术门槛的限制，鲜有其他外国厂商或本土厂商进入该领域。
图.大陆集团空气供给系统（CAirS）
图.威伯科乘用车空气压缩机
核心部件三、可变阻尼减振器
1）、可变阻尼减振器改变阻尼力-速度曲线，以实现悬架软硬的变化。
可变阻尼减振器通常和空气弹簧装配在一起形成弹簧减振器总成，以实现主动悬架效果。空气弹簧和减振器连接同一个控制单元，可实现车身高度、减振器阻尼以及弹簧刚度的同时可调，以及更高的调节频率和精度。弹簧主要负责储存行驶中的垂向振动能量。此时减振器也会进行压缩，通过内部减振器油液的往复运动将机械能转化为热能，传递到缸筒散热，以消耗振动能量，实现“减振”效果。
图.通用 MRC 可变阻尼减振器系统
图.采埃孚 CDC 可变阻尼减振器系统
2.可变减振阻尼器产品方案多样，主流产品有以采埃孚为代表的电磁阀式减振器与以通用代表的的磁流变减振器
电磁阀减振器式通过调节电磁阀门来改变减振器中油液工作腔孔的大小来调节阻尼；
磁流变减振器则是将减振器中的油液替换成“磁流变液”，之后通过改变磁场强度来改变“磁流变液”的排列结构与紧密程度从而调节整体的阻尼系数。
倍适登在自身 ADS（自适应阻尼系统）减振器技术的基础上，与奔驰合作，并于 2013 年开始为奔驰提供 ADS+空气弹簧的集成模块，其通过两个连续可调电磁阀来独立调节无限段位的压缩与回弹阻尼力，可以实现毫秒级别的自动阻尼力切换。
大陆集团也于 2019 年推出了自己的空气弹簧减振器模块，创新性地抛弃了阻尼油，通过空气弹簧+气阀组的模式实现阻尼连续可调，并且减少了空气悬架系统的气体消耗。
图.倍适登的 B4 空气弹簧+ADS 减振器模块
图.大陆集团的电子空气弹簧减振器模块
3.可变阻尼减振器技术相对独立，目前较为成熟。
可变阻尼减振器出现的时间早于空气悬架系统，减振器的技术相对独立于空气悬架的其他零部件。
采埃孚的 CDC（Continuous Damping Control）连续阻尼控制技术与通用的 MRC 磁流变减振器技术已经经过三至四代更迭，目前已经可以达到 1000Hz 的工作频率。
在被动悬架向半主动悬架发展的过程中，为了实现悬架软硬可调（即减振器阻尼可调），部分厂商在减振器上安装了电磁阀，通过输入不同的电信号来调整减振器阻尼的大小。
可变阻尼减振器可以单独使用，部分车型（如凯迪拉克 CT5、别克君越 GS）通过搭载可变阻尼减振器来实现半主动悬架的效果。
图.与钢制弹簧搭配的 CDC 减振器
图.凯迪拉克 CT5 上单独配臵的电磁减振器
空气悬架减振器市场被国际巨头瓜分，本土厂商集成方案未来可期。
目前，全球主要减振器市场份额被采埃孚、天纳克、倍适登等国际巨头瓜分，它们也是大部分空气悬架系统的可变阻尼减振器的供应商。
国内减振器厂商中实力较强的企业有正裕工业、天润工业和拓普集团， 本土厂商在可变阻尼减振器领域已经有产品投产，但是本土厂商目前尚未有空气弹簧+减振器的集成方案。
核心部件四、空悬系统 ECU
1.空悬 ECU 是空气悬架控制计算的核心单元。
传感器将收集到的车身状态信号传给控制单元 ECU，悬架 ECU 接受传感器输入信号，计算得到最佳控制输出信号，综合调节空气供给单元和空气弹簧充气放气、减振器阀门，最后改变悬架系统各项参数与驾驶体验。随着汽车电子电气架构的不断演进，车载 ECU 的功能会逐渐整合，未来悬架 ECU 可能与转向、制动等系统的控制单元进行整合，集中在底盘域控制器上集中计算处理。
图.空气悬架系统 ECU 工作原理
2.空气悬架 ECU 未来或将由主机厂自研为主。
过去空气悬架系统总成和软硬件集成掌握在上游零部件厂商手中，所以空气悬架 ECU 一般由生产空气弹簧和空气压缩机的核心零部件生产商研发。同时空气弹簧 ECU 在国内起步比较晚，主要的控制技术掌握在合资供应商手中。大陆集团将 ECU 整合在空气供给单元上，威巴克、威伯科都自研了空气悬架对应的 ECU 模块。本土厂商中，孔辉科技、保隆科技推出了自研空气架 ECU。
3.国内主机厂在空气悬架系统上更倾向于“拆分采购，自主集成”，空气悬架 ECU 模块的设计将逐渐从零部件厂商转向主机厂。
主机厂自研空悬 ECU 优势在于后期调试空间更大，对于悬架性能的掌握和控制更好，同时成本也得到优化。随着电子电气架构的演进，底盘域控制器成为发展趋势。未来 ECU等控制硬件及控制软件算法有望全部集成到底盘域控制器中，这让主机厂更倾向于自己掌握控制模块相关技术。目前研发实力较强的主机厂已经采用自研的 ECU，在国产化落地和控制权逐渐转向主机厂之后，本土厂商有望打破软硬件绑定过深、控制系统后期调校困难等局面。
图.威巴克生产的 ECU 模块
图.威伯科生产的 ECU 模块
总成端：两大国际巨头利用先发优势，构建系统总成“护城河”
系统总成工艺复杂壁垒高，国际巨头垄断。空气悬架系统开发涉及多个子系统，且电控系统需要收集处理多个传感器的信号并对零部件实施精准控制，对算法及控制系统要求很高。按照国家标准化管理委员会颁布的《空气悬架系统设计规范》，空气悬架系统开发中需要考虑固有频率、悬架阻尼、抗侧倾能里力、抗纵倾能力等数十个指标要求，验收标准十分严苛。目前能提供全套空气悬架系统的供应商主要有德国的大陆集团和威巴克公司，几乎垄断了全球的豪华车市场。
图.商用车搭载的被动空气悬架
图.别克君威 GS 搭载的电磁减振器
1.大陆集团利用先发优势，提前构建集成技术壁垒。
大陆集团空气弹簧产品种类丰富，功能针对性强，覆盖乘用车、重型卡车、挂车、甚至是农用机械等领域。
在空气弹簧的技术优势上，大陆集团逐渐过渡为空气悬架系统供应商，可以生产和提供电控空气悬架悬架系统所需的所有部件，包括含有空气弹簧、减振器以及电子空气供给系统的整合控制系统。
大陆集团的技术优势主要体现在高度集成性上，根据大陆集团数据，一套 CAirS 空气供给单元的整体重量为 3.6kg，比分散式布局零件的重量之和轻了 1-1.5kg。
体积方面，CAirS 的尺寸是 206mm*148mm*106mm，比传统布局降低 10%-25%，大小类似一台数码单反。
在功能方面， CAirS 模块可以同时控制空气流量和压力水平，如果搭配大陆提供的 18bar 高压储气罐，配备该模块的悬架系统理论高度调节速度可达 7mm/s，而普通的空气悬架调节速度在 5mm/s 左右。
图.大陆集团的空气悬架系统方案
图.大陆集团 CAirS 模块尺寸图
2.威巴克对空气弹簧技术不断升级，产品对接高端整车厂
图.威巴克的空气悬架系统方案
作为领先的空气悬架系统供应商，德国 NVH专家威巴克（Vibracoustic）拥有超过 20 年的汽车空气弹簧开发和生产经验，能够提供最先进的空气弹簧产品组合（单腔室、多腔室），也与乘用车主机厂合作，提供空气悬架系统集成服务。
威巴克空气悬架系统包括完整的电控系统、高度和加速度传感器、空气压缩机、控制阀、储气罐、空气弹簧等。
威巴克是奔驰、奥迪、保时捷等豪华品牌的稳定供应商，同时也为部分中国车企提供前后轴空气弹簧总成、空气供给单元、 ECU 等核心零部件，并可负责空气悬架系统的集成。
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