随着新能源车零重力座椅的普及,问题随之出现,传统安全气囊,是按照坐直的人设计的,而零重力座椅改变了人体碰撞时的运动轨迹,一部分人在高速行驶时半躺、后仰,针对这种姿势,ZF采埃孚的被动安全部门ZF LIFE(参数丨图片)TEC推出了一套面向零重力座椅的四气囊保护系统。
零重力坐姿vs正常坐姿
发生正面碰撞时,车辆通过传感器判断冲击强度,安全带预紧器首先收紧织带,将人体固定在座椅上。随后方向盘气囊和副驾气囊展开,侧气囊和侧气帘展开,为头部和胸部提供缓冲。
但这种设计都是按照正常坐姿来设计的,当座椅靠背大幅后倾,人体骨盆会向前滑移,腿部伸展,头部距离传统气囊更远。在碰撞瞬间,人体不会像传统坐姿一样向前运动,而可能出现更加复杂的滑动和旋转动作。
分别是哪四个气囊
ZF LIFETEC的解决方案并不是简单增加气囊数量,而是让气囊根据坐姿变化进行适配。首先是坐垫坡道气囊,安装在座椅坐垫内部,主要作用不是保护头部,而是控制人体关键的位置--骨盆。
在严重正面碰撞中,如果骨盆向前滑动,人体可能从安全带下面滑出去,这就是所谓下潜效应。传统安全带主要依靠腰带约束骨盆,但在半躺姿态下,腰带容易向腹部区域移动,造成腹部压迫风险。
坐垫气囊展开后,会在座垫区域形成一个支撑结构,限制骨盆前移,让人体保持在安全带和气囊系统的有效保护范围内。
第二个是双轮廓膝部气囊,传统膝部气囊主要限制膝盖运动,同时控制身体姿态。但零重力座椅下,腿部位置发生变化,普通膝部气囊无法准确接触人体。ZF的双轮廓设计可以根据座椅角度调整气囊展开体积。正常坐姿时,气囊保持较小尺寸;当座椅进入躺椅模式时,气囊增加展开范围,为膝盖和大腿提供额外支撑。
第三个是主动脚跟气囊,传统汽车很少关注脚部约束。在零重力座椅中,乘员腿部会明显伸向前方,脚底无法稳定接触地板。碰撞时,腿部容易向前甩动,导致膝盖、脚踝甚至踏板区域撞击风险增加。主动脚跟气囊通过提供脚部支撑点,让腿部运动更加可控,同时帮助稳定身体姿态。
第四个是可变体积型正面气囊,传统气囊在距离变化后,保护效果下降。乘客正常坐姿时,身体距离仪表台近,气囊展开后可以快速接触、吸收能量。但如果座椅后仰,人体距离气囊更远,保护效果就不佳。ZF通过可变容积气囊解决这一问题。根据座椅位置、乘员姿态等信息,气囊可以调整展开尺寸,在不同距离下提供更合理的缓冲效果。
为什么要开发四气囊座椅
随着新能源车和智能驾驶的普及,尤其是后续L3甚至L4级别的智驾落地,本本分分坐在车内的乘员会越来越少,坐姿变得五花八门,从安全工程角度看,这种舒适姿态实际上带来了新的挑战。
首先是安全带失效风险增加,人体直立时,腰带紧贴髋骨,发生碰撞时能够将冲击力传递到强壮的骨骼结构。但当靠背大幅倾斜,骨盆角度改变,腰带可能向腹部移动。人体从安全带下方滑出,造成严重伤害。
其次是气囊距离问题,气囊并不是越大越好,需要在正确时间、正确位置接触人体。因此未来气囊必须从一套参数,改为根据乘员姿态实时调整。
腿部失控也是一个问题,零重力模式下,腿部处于悬空状态。碰撞时,下肢惯性运动会增加膝盖和脚踝损伤概率。这也是为什么ZF没有只开发一个大气囊,而是采用四个气囊协同工作的原因。
选车侦探观点:智能化的气囊是未来新能源车的安全保障,除了ZF,Autoliv、Joyson Safety Systems也在开发类似的技术,包括可调节约束系统,以及针对不同坐姿的自适应保护方案,车企也开始布局。我们也呼吁,L3级、L4级别智驾的车型不仅仅要把座椅做得舒服,更要在任何坐姿下都能保证安全。
