电动时代没悬架什么事？｜技术流

文 | 嗷嗷胡

“五”，在汽车世界里是一个神奇的数字。

绝大多数乘用车的轮毂，是由五个螺栓固定的。主流的民用发动机，每缸气门数最多就五个，极少有多于五气门。悬架有很多类型，但连杆数到了五便止步，从没听说过有“六连杆”。被小岳岳唱出圈的，是五环之歌，而不是三环四环（误）。

这些并不全是巧合，比如每缸五气门封顶就是一个数学问题——但这不是今天的重点，好奇的话我在最后留句话解释一下。

重点是，倘若你关注汽车的底盘悬架，会发现如今，采用五连杆后悬架的新车突然间比比皆是。作为所谓“多连杆”中的一类，五连杆俨然有成为其中主流之势。用本胡的话讲，这是在电动化大趋势下，更加确定得多的“小趋势”。

为啥是五？

全新研发的纯电平台中，就有大众MEB（ID.）、奥迪/保时捷PPE、奔驰EVA（EQ）、现代E-GMP、福特Mach E、特斯拉Model 3/Y，整齐划一的后五连杆阵营。国内致力于品牌升级的车企，小鹏P7、智己L7、高合乃至沙龙，后悬架也都用上了五连杆结构。

在燃油车世界，五连杆大体上只属于高端、豪华、后驱车。宝马CLAR平台、奔驰纵置车系、奥迪MLB Evo（奥迪前悬也叫“五连杆”，后面会说），早就是清一色的后五连杆。很久没动静的捷豹路虎都跟上了潮流，前不久发布的新一代揽胜，也趁换代机会改用五连杆后悬。

“多连杆”是老车迷们很熟悉的词了，但这个名字其实非常、非常、非常的宽泛且不标准。

“多”连杆嘛，多于两or三根皆可称“多”，至于这些杆子长什么样、怎么排布，都没作限定。能称“多连杆”的悬架类型远不止一种，像五连杆就可以算其中一种“多”法。同理，所谓“三连杆”、“四连杆”，其实也是含糊而不标准的叫法（只是它们的界定范围更窄，带来误解不如“多连杆”严重罢了）。

但五连杆（独立式五连杆后悬架）就基本不存在误解了，因为五根连杆就只能有这一种悬架形态：五根连杆彼此独立且不平行，各自连接车身端（副车架）和车轮端（转向节），每端都有五个连接点（硬点）。

右边是简化形态，A1~A5、B1~B5代表两端的五个硬点

至于原因，要回到开头所说的，为何后悬架五根连杆封顶。归根结底，本质原因是我们生活的空间是三维的。长宽高三个维度（x、y、z轴），于是任何物体在三维空间内都有3×2=6个自由度。即沿x、y、z方向上的平移（3个），和绕x、y、z轴的滚转（3个）。

会拧魔方的朋友理解起来应该简单一些。

大声告诉我魔方有几个面

一根连杆，可以限制物体的一个自由度。五根不平行的连杆，即可限制住物体的五个自由度，即物体在五个方向上的移动受限。对于汽车后轮这就够了，因为我们要留出一个自由度即z轴方向上的平移，给弹簧和减振器去允许车轮可以上下起伏。

你应该不会希望后轮在其他方向上是自由的……

举一反三，对于前轮悬架系统需要约束四个自由度，比后轮多出一个车辆z轴方向上的滚转自由，即前轮的转向功能。事实上这个看似被释放的自由度，是由转向拉杆去约束和控制的。因为这一点区别，前轮和后轮有了不同的悬架发展路径。

不理解的话我们上图，下面分别代表了三根、四根、五根连杆情况下，连杆系统对车轮的约束。其中，四根连杆释放了上下平移、左右偏转，相当于前轮（不含转向拉杆）的情况；五根连杆则只允许车轮做上下平移，相当于后轮的情况。

需要特别说明，上图中的“三根连杆”、“四根连杆”，与汽车行业里说的“三连杆悬架”、“四连杆悬架”无任何关系。如果所谓的“三连杆悬架”像上图中“三根连杆”这个样子，车轮会在三个方向上自由，那这车根本没法开。

所谓的“三连杆悬架”其实还有其他部件，才能形成对车轮在五个自由度上的约束——这也再次说明了，“三连杆”“四连杆”这种悬架名称有多不靠谱（事实上，这些名字描述的“连杆”多不是字面意义上的连杆，而是更复杂的结构部件）。

说回五连杆，从悬架的基本功能——控制车轮自由度来看，这几乎是最简单、最直白的后悬架结构了：需要约束五个自由度，每个连杆可以约束一个，那么我上五根连杆，搞定。

但五连杆悬架也有一些问题，首先是总计10个连接点太多，乘用车就需要使用多达10个球铰/衬套，成本不菲。五连杆的五根杆子撒开，对于后轴的空间占用不小。所以在以往燃油车时代，五连杆并不是一种占主流地位的后悬架类型，一般只用于高端车型上。

电驱好搭档

从燃油时代到电动时代带来了三个改变，第一，汽车采用后驱及四驱布局比以往容易得多；第二，电动机可以轻易实现大得多的功率输出；第三，电动车的电池容量和续航，与前后轴之间的底部空间大小息息相关。

后驱、纵置全驱布局，以往多只出现在BBA这类豪华品牌的中高端车型。而今，大众MEB、现代E-GMP、吉利为电动smart准备的SEA-2，这类面向主流经济价位的电动车平台，都采用了后驱为主、四驱可选的驱动布局。

为了适应后轮电机的瞬时大扭矩输出，它们都选择了五连杆结构的后悬架，而不是以往同级别燃油前驱车惯用的E型多连杆、扭力梁。

现代E-GMP

除了五连杆，另一种适应大扭矩、常用于高端车的后悬架类型是H臂多连杆（integral link，也称梯形多连杆）。此类悬架由于H臂的特殊形状，对轮轴中央的空间限制较大，影响到后电机的布置；更需要昂贵的铝材发挥效能，钢制结构则过于沉重；硬点分布没有五连杆那么分散，对更大扭矩的适应不及五连杆。

左H臂，右五连杆

前面说到的路虎新一代揽胜，后悬架就从上代的H臂多连杆，切换到了五连杆结构。捷豹路虎车辆项目执行总监曾透露，此举正是为了给后轴留出更多可安装电机的空间，为2024年推出的纯电版揽胜做准备。

新揽胜，后五连杆为纯电版电机留出了足够空间

不过，也有一些电动车采用了H臂多连杆后悬架。典型如特斯拉Model S/X，极氪001的SEA-1平台也选择了H臂而非后五连杆。

SEA

不光是动力系统，后悬架对于电池和续航的影响，也是五连杆在电动时代崛起的原因之一。无论是扭力梁悬架还是E型多连杆，都需要一个向前伸出的纵臂结构。

这根纵臂会影响到前后轴之间电池包的可用长度，可偏偏对于此类悬架而言，这根纵臂越长其性能表现整体上会越好。于是无论如何，电池包都会被悬架结构“吃掉”一部分，3米轴距也许只有2.5米能放电池，续航也就无法达到同尺寸最优。

MEB前驱构型

最直观的例子是大众的MEB前驱构型，为低成本而生，更换了后扭力梁悬架。为此后电机直接被取消，变为仅前电机前驱、高压系统在前。但是电池组也受到扭力梁前铰接点的影响，长度被缩小，同等轴距下的续航上限注定会不及MEB后驱构型。

Kona EV

当然也不是完全没办法，现代Kona EV（非纯电平台）也使用E型多连杆后悬架，为了减少纵臂的影响，其电池包在后缘两侧“切”出了一块缺口（上图黄圈），使得电池包可以直接“怼”到靠近后轮轴心的位置（上图红色箭头）。

不过这样切口依然会损失电池容量，现代为了增加电池，在后排座椅下方增加了一层电芯模组。不过这样的电池层叠方式，一方面不利于电池散热条件均等，为一致性管理增加难度；另一方面，电池贴近后桥的前提，是放弃了后电机的可能（然后现代就开发了E-GMP）。

丰田bZ纯电平台，红圈为后E型多连杆纵臂，黄圈为电池包损失的空间

丰田前不久推出的首款纯电平台bZ，采用前驱为主、可上四驱、后E型多连杆悬架。为了避开后悬架纵臂，并且不影响可能的后桥电机，电池包只能让出了一块不小的底盘区域，这使其天生就在续航里程上有些吃亏。

双叉臂亲戚

除了这些和电驱动直接相关的因素，近年来迅速蔓延的后轮转向技术，也是后五连杆渐成主流的原因。

后五连杆悬架从结构上来说，可以视作双叉臂悬架的近亲，其中的束角控制臂（camber link）可以视作前悬架中的转向拉杆。于是对于后五连杆，只需为束角控制臂增加一个转向机构，就能迅速得到后轮转向功能，而不必对悬架结构做太多改动。

保时捷Panamera的后轮转向系统

奥迪在MLB平台进化到MLB Evo时，就已经切换到了前后五连杆悬架。不过它的这个前五连杆，并非把后悬架装到了前轴，而是一种上下叉臂均被分拆的双叉臂前悬，奥迪将转向拉杆也算上叫做“五连杆”。

前五连杆，注意上“叉臂”已被分成两个连杆

可以认为这再次说明，用连杆数量命名不靠谱。不过转念一想，我们刚刚说过五连杆后悬架结构上其实非常接近双叉臂。事实上，把前双叉臂悬架的叉臂全部分拆为单个连杆（二变四），再加上转向拉杆为一杆，确实与五连杆貌离神合。

所以，并不是奥迪把双叉臂喊作五连杆，而是这俩本来从原理上讲就是亲戚。

后面标准的后五连杆

事实上，奥迪在燃油车时代选择前五连杆，与其全时四驱系统对前轴也有较大压力有关。这种情况同样出现在新时代的高性能电动车上，于是我们看到奥迪PPE这样的高性能电动平台，也继承了同样的前五连杆/上下拆分式双叉臂悬架。

蔚来在ES8、ES6一直使用标准的双叉臂前悬架，但到第二代平台的轿车ET7，顺手将前悬架改为了奥迪同款前五连杆。

至于为何拆分后的五连杆，比“原版”双叉臂更适应前轮强动力，则与车轮几何中的主销外倾角和主销偏置距有关，这里不再多说。

电动车，乃至所谓智能电动车，最大的阻碍不是别人，而是自己（的拥护者）误以为电子系统能够搞定一切，以前的所有积累都通通一夜变鸡肋。本胡这几年已经不止一次遇到读者朋友质疑，“电动车了不需要看什么底盘悬架了”，仿佛未来的智能电动车不用轮子长脚了似的。

事实呢，电动化对于汽车基础部分的影响不可小觑，机械基础的进步发展也从未因电动化而停止。车身如此，转向如此，传动如此，悬架同样如此。千万不要汽车评测口水文看多了，以为悬架二字就只代表着绕桩劈弯。它更是乘客与路面之间最重要的缓冲，是车辆动态性能的基础——如果动态表现可以忽略，那这是汽车还是一顶金属帐篷？

最后，如果你感兴趣的话：主流汽车发动机的气门数量最多不过5个（绝大多数是4个，不考虑极少数特例），是因为四气门和五气门时，气门开口总面积占气缸截面积的比重才最大（68%），理论上进气效率最高。无论是更少气门还是更多气门，这个数字都会降低，这是一个平面几何问题。