難度很高的碰撞測試 車企是如何通過的?

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年前關于帕薩特（查成交價|參配|優惠政策）25%偏置碰撞的視頻，全網屏蔽。和你一樣，我當時也看了碰撞視頻。可以說，銷量再好，也掩蓋不了帕薩特客艙變形的事實。網友紛紛指責帕薩特偷工減料，然后沃爾沃S60（查成交價|參配|優惠政策） 25%偏置碰撞的出色表現更像是火上澆油，讓熟悉40%偏置碰撞的網友再次興奮起來。其實這種小偏置碰撞早就被車企研究過了，不同的車企有各自共同或獨特的技術特點。在本期中，

一、為什么要做小偏置碰撞測試？

目前，我們所有的碰撞測試都是從車禍中吸取的教訓。根據美國IIHS的數據，正面碰撞的概率很高，美國約22%，英國約27%。

在正面碰撞中，小角度碰撞約占總數的三分之一，最重要的是小偏置碰撞非常容易造成乘員艙變形，尤其是腿部和腳部受傷，因此小偏置車輛的測試迫在眉睫。

2.25%偏置碰撞的秘訣是什么？

雖然都是偏置碰撞，但是25%的偏置碰撞和40%的偏置碰撞有很大區別。在40%偏置碰撞中，碰撞能量主要通過底盤一側的縱梁，以及前縱梁和副車架傳遞。一般來說，傳遞能量的路線還是有很多的，同時又能有效吸收能量。目前大部分車企在這個碰撞項目上都能獲得不錯的成績。

之后，因為能量傳遞路線不同，我們來看看25%偏置碰撞對約束系統的布置是否也有影響。約束布置一般考慮碰撞瞬間安全帶與氣囊的匹配，本次匹配將在專業領域引入車輛B柱減速波形的概念。這個概念我就不多解釋了。只要知道，從碰撞到靜止的過程越快，減速越大。那么正面碰撞中，100%正面碰撞和40%偏置碰撞都比較快，所以減速會很大。

上圖可能太晦澀，只要知道小偏置碰撞約束系統的布置不需要額外改動，40%偏置碰撞約束系統的布置就能滿足小偏置碰撞的要求。

其次，這是最重要的一點。小偏置碰撞中，由于碰撞時碰撞點在底盤縱梁外側，作為主要吸能結構的縱梁不起作用，大量能量被上部縱梁吸收傳導。因此，當前結構整體吸能不足時，客艙會承受較大的壓力，如果客艙材料不好，會因受力較大而變形。

3.從碰撞后車身的位置，我發現了一個有趣的現象。

在觀察碰撞的過程中，我還發現了一個有趣的現象。碰撞停止后，車輛通常有兩個位置。一種是車頭向前，但繼續向前滑行，最后停在剛性避障前方；第二種是碰撞后幾乎立即停止，發生橫向位移。最后，碰撞車輛與剛性避障成90度角。

更多精彩視頻，均在車載家庭視頻頻道。

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這種現象有什么原因嗎？也許下面的模型可以很好地說明這一點。讓我們假設一個簡化的運動學分析。當兩輛完全相同的汽車以64公里/小時的小偏距發生碰撞時，一輛汽車在碰撞后會繼續向前滑動，另一輛汽車在碰撞后會停止，此時，在力的作用下會發生橫向運動。兩車碰撞的減速度明顯不同。滑行車的減速度明顯比停下車的減速度小很多。如果減速度小，最終的沖擊載荷就會小。所以單從減速度和碰撞載荷來說，滑行車對乘員艙造成的傷害會比較小。如果考慮到其他方向運動造成的能量消耗，碰撞后車輛繼續向前運動時，多余的動能也會被分散。

當然，以上只是簡單的分析。根據美國國家碰撞分析中心的數據，他們對碰撞的停止位置進行了相關研究，將沃爾沃在碰撞后的前向運動和碰撞后的前向運動歸因于車身結構設計的差異。沃爾沃的車身結構設計是在碰撞過程中一邊“彈開”一邊塌陷吸收能量，而其他情況則更傾向于傳統的能量吸收和能量傳遞。

第四，拋開外觀，車身前部結構才是最終因素。

所以，當我們拋開現象，最終回到問題本身:車身結構設計。

提示:在車身設計中，環形結構是一種技術性很強的設計思路，通常包括安全環、吸能環和耐久環。我們常說a柱和B柱屬于前門環范疇，屬于安全環。汽車前部的兩個縱臂和前防撞梁組成的環是吸能環的重要組成部分。前后窗外側的環形結構一般屬于耐用環。

在2021年IIHS第一次25%偏差測試中，通過測試的兩款車，沃爾沃S60和謳歌TL（查成交價|參配|優惠政策），都有這種設計。后來，美國和歐洲的碰撞分析中心認識到這種設計在小偏置碰撞中的重要作用。

當時測試的奧迪A4和寶馬3系（查成交價|參配|優惠政策），并沒有將上縱梁與底盤縱梁進行圓形結合，而是相對獨立的傳動路徑，因此向客廂傳遞了較大的力，導致客廂變形。同時，由于受力過大，對整車質心產生了巨大的扭矩，這也是造成車輛橫向旋轉的主要原因。

除了霰彈槍環的設計，第二點來自于副車架的優化。沃爾沃汽車在小偏置碰撞時，碰撞側車輪經常脫落。這種現象是通過副車架和懸架控制臂的特殊設計實現的。

以上分析都是圍繞車身結構進行的，并不代表車身材質不重要，兩者缺一不可，但結構的分析相對更清晰。在材料方面，使用強度更高的鋼材是提高碰撞性能的必然因素，所以有了合理的能量傳遞路線，我們最終才能獲得優秀的乘員保護能力。

目前使用霰彈槍-圓環結構的車輛越來越多，例如SAIC的榮威RX5 MAX就是一個典型的例子。采用霰彈槍-圓環結構的車輛在25%偏置碰撞中也取得了不錯的成績，此外還有謳歌、現代等。

5.不同車企的對策是什么？

在最后一部分，讓我們來看看除了沃爾沃的吸能環設計之外的其他獨特車身設計。

1)本田ACE車身結構

先來看看本田的小偏置碰撞測試。在IIHS測試中，雅閣（查成交價|參配|優惠政策）和思域（查成交價|參配|優惠政策）都取得了不錯的成績。然而撞車后，車并沒有大幅度打滑，而是掉頭了，這是我們原本講的兩個現象中的第二個。我們認為結果可能不太好。不過從測試結果來看，本田的表現還是非常不錯的，這與ACE的車身結構有著密切的關系。

那為什么霰彈槍環結構也設計了，卻沒有像沃爾沃車型那樣前進？本質原因是本田ACE的霰彈槍環結構的連接形式。

因此，對于ACE車身來說，小偏置碰撞時，由于前車身設計，汽車會橫向移動，同時上縱梁和下縱梁也可以吸收和分散能量，從而保護乘客的安全。相比較而言，沃爾沃的想法有點類似，就是在小偏置碰撞中“彈起”車身，同時讓客廂門檻梁與剛性避障進行二次接觸碰撞，會對客廂側欄提出很高的要求。

2)奔馳、寶馬等車企前保險杠的加強和延伸結構。

加長駕駛員保險杠，采用特殊結構改善25%偏置碰撞的結果，也是很多車企選擇的方案。與沃爾沃和本田的ACE車身相比，該方案的技術要求相對較低，成本控制較好。

一般在保險杠側面設計一個橫向位移導向機構，碰撞后可以將車輛推開。一般來說，這種情況下可以獲得良好的乘客艙性能。歐洲動力測試中心曾經對其進行過單獨測試，發現響應測試效果確實不錯。奔馳C級（查成交價|參配|優惠政策）、寶馬3系、福特福克斯（查成交價|參配|優惠政策）都采用了這種設計來應對IIHS的小偏置碰撞測試，但隨著時間的發展，這些車企也開始將其與霰彈槍-圓環結構結合使用。

3)斯巴魯環體設計

除了沃爾沃，還有一個品牌在IIHS測試中始終名列前茅，那就是斯巴魯，斯巴魯SGP平臺的車身設計精髓就是圓形車身設計。

4)豐田TNGA架構的霰彈槍環結構

豐田TNGA結構采用了非常明顯的霰彈槍環結構，同時做了改進，比如將上縱梁延伸到縱梁和前保險杠，形成了出色的能量分配線。

這可以彌補車身整個前部結構吸能不足的缺陷，同時可以避免乘員艙在變形過程中承受較大的縱向載荷。是一個優秀的車身設計方案，新凱美瑞（查成交價|參配|優惠政策）的碰撞結果也可以證實這一點。

編輯總結:通過這篇文章，我們對小偏置碰撞的各個方面都有了詳細的了解，尤其是車身前端的結構設計。每種方案其實都有自己的優勢和問題，是不同車企在衡量成本和結構設計后綜合出來的。當然，作為消費者，詳細了解不同品牌的車型結構，有助于我們更準確地選擇適合自己的車型。另一方面，隨著技術的迭代，小偏置碰撞也不難達到好的效果，就看車企是否對司機負責了。