隨著科技日新月異,車輛科技水準也不斷飛進,為了要能夠兼顧舒適、操控與安全表現,因此可連續調整阻尼特性的主動式懸吊系統孕育而生,不過由於設計過於複雜、技術成本與耗電量較高,所以主動式懸吊系統多半搭載於豪華車款或性能車款之上。不過德國汽車底盤、變速箱與汽車零件大廠 ZF,於日前宣布將與美國 Levant Power Corp.攜手開發全球第一套動能回收懸吊系統 (Regenerative Suspension) ,期望透過全新設計來讓主動式懸吊系統的應用更為廣泛。
以 CDC 連續性主動式懸吊系統為基礎
ZF 正著手開發的主動式動能回收懸吊系統,乃是以 ZF 的 CDC (Continous Damping Control) 連續性主動式懸吊系統為基礎加以改良開發而成,因此在這邊也需要稍微了解一下 CDC 系統的運作簡理。ZF 早在 1994 年就發表了 CDC 系統,目前該套系統已進化至第 4 代,包含 Audi、BMW、Mercedes-Benz、Ferrari、Porsche 與 Volkswagen 等大廠均有採用此套系統。而 CDC 系統中的 ECU 電子控制單元,可以說是讓系統順利運作的神經中樞,其會蒐集整理各感知器回傳的行車資訊,來判定最適合於當下的懸吊阻尼特性,並下達指令驅動器電子控制閥門,透過閥門持續開闔來調整減震筒液壓油流量,以改變組尼特性,讓車輛能夠在不同的行車環境中,達到穩定車身、維繫舒適度之目的。
不過由於主動式懸吊系統往往具備相當多的電子控制驅動器、感知器與電子控制單元,組成相當複雜以及成本高昂之外,也擁有較高的耗電量,同時在阻尼運作的過程之中,車輛上下運動的能量亦同樣被轉換為熱能而散逸浪費掉。在追求能量運動效率的現在,就讓 ZF 注意上述問題,進而開發全新的動能回收懸吊系統,利用更簡單的設計減少耗電量之外,還可將浪費的熱能轉換為電能儲存利用,提升能源效率。
GenShock 懸吊科技,兼顧舒適安全同時還可發電
ZF 稱此套應用於懸吊系統的動能回收科技為 GenShock,減震筒外附加的模組就是這套系統的核心。主要由專屬的電子控制單元、電動馬達與全新開發的電子液壓齒輪幫浦所構成,與 CDC 最主要的差異在於,由電子液壓齒輪幫浦來替代原本的電子控制閥門,不但可同樣達到調整減震筒內的液壓油流量之目的,也可省下電子控制閥門持續開闔需耗費電力,並且維持原本主動式懸吊持續獨立調整每輪阻尼特性的優點。
除此之外,新開發的電子液壓齒輪幫浦還可做為發電機之用,當車輛上下振動時,透過減震筒內活塞的壓縮,讓液壓油去推動齒輪泵浦發電、再將電能儲存於電池當中,達到將動能轉換成電能,減少熱能的浪費,並將能量回收再利用,而當減震筒內活塞運動量越大,發電量也就相對提升,當車輛行經於崎嶇不平的道路時,發電量也就越高。
ZF 表示此套系統未來將可讓車輛除了維繫舒適與安全水準之外,也可進一步提高車輛能源應用效率,同時較為簡單的設計也可使技術成本降低,使這套系統的應用更加廣範,至於這套先進的懸吊系統何時才會開始量產、對車輛節能的具體效益或是哪家車廠會將率先採用,目前則還未有明確的答案,待有後續消息 U-CAR 將帶來進一步報導。
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