公开课精华 | 同济大学教授朱西产：做好车身结构，低速电动车利于提升道路交通安全

2017年2月21日，第一电动网在山东德州举办以“低速电动车安全车身结构设计”为主题的公开课活动，同济大学汽车学院教授、汽车安全技术研究所所长朱西产作为本次公开课的主讲嘉宾，结合新国标制定方向，详细讲授了低速电动车如何设计车身结构，保障碰撞测试安全。

同济大学汽车学院教授、汽车安全技术研究所所长朱西产

以下为朱西产教授演讲内容的文字整理：

汽车的安全性是相对的，主要取决于三个方面，一是汽车安全技术发展，二是取决于国家标准，三是取决于司法实践。在车辆设计的时候，必须非常小心地对待安全问题，在政治强制性管理里面，安全也是放在第一位的。

国家标准和行业标准，是以强制达标的方式来避免已知安全问题的发生。另外还存在着未知的安全风险。

不合理的风险：严重安全性能故障模式

对于低速电动车，尤其要小心后轮侧滑，因为低速电动车有些轴距短、重心高，轴和转移现象更严重。并且行业里面有些车厂是不用ABS，甚至连制动力分配阀也没有，后轮侧滑风险更大，加剧危险，这是要导致交通事故的。

目前关注的是碰撞安全，一辆安全的汽车由传统的主动安全和碰撞保护被动安全两块组成。2015年开始，NCAP已经加进了AEB，在未来的五年、十年，甚至会要求安全的车具有自动驾驶能力，上升到智能安全。随着时代的变化和前进，如果跟不上步伐，汽车就会被认为不安全。

正面碰撞

正面碰撞标准一个是全重叠率的正面碰撞，一个是40%偏置的。

我们国家的标准有GB11551—2003，2003年标准用的是这种碰撞方式，只对M1类车，就是9座以下的乘用车，包括轿车、SUV等。2014年做了一个变化，对M1类和N1类车执行。把N1类给拉进来了，所以现在小货车也得进行碰撞实验。

第二个差别，2013版就是做正面碰撞实验，2014版可以选择正面偏置实验，如果满足要求，正面实验可以不做。所以其实碰撞方式也变了。从2014版，正面碰撞变成正面偏置碰撞。

对于车身结构来说，40%偏置的碰撞，要比100%全重叠率的碰撞要难做，车里面最硬的部分是两根车大梁，全重叠率碰撞，两根前大梁都可以参与能量吸收，车体刚度是比较大的。但偏置是一半，只有一根车大梁能够介入碰撞，对前保横梁要求就特别高，低速电动车有很多车型，前保横梁基本上没有抗弯的，就是一个薄薄的薄板。现在低速电动车做100%全重叠碰撞实验可能还勉强，做40%偏置碰撞实验基本上没希望。

第二个变化，伤害值。2003年仅仅规定了头部HIC、胸部的挤压变形量和大腿骨的受力，对颈部伤害没有规定。所以，如果做2003，不用安全气囊，低速电动车对安全带进行优化以后，还能做得过去。2014，它的伤害指标里面，胸部的伤害指标增加了，膝部的伤害指标增加了，小腿的伤害指标增加了，尤其是颈部，没有安全气囊的保护，颈部伤害指标很难满足要求。所以，2014比2003年从车身结构角度来说和约束系统里边，因为气囊一加，这个费用就高了。所以，这个标准要难得多。

现在，在低速电动车标准起草里面在争论碰撞的，应该是顶多执行到2003年这个版本，还没有人提要执行2014版。2003年版的碰撞速度是50正负1公里每小时，现在标准制定组提出降到40公里每小时，这在日本是执行过的，日本对600CC以下的轻型车辆，在九几年执行汽车正面碰撞实验的时候，采用的是40公里每小时的碰撞，所以从国际上找也有依据。并且对于低速电动车来说，它的行驶速度的确不太高。有可能国标制定执行的是GB11551—2003版，然后又把速度降低10公里每小时这样一个情况。

但是对汽车来说，2016年9月起就开始实施GB11551—2014，新申报《公告》的多用途货车、最大设计总质量不大于2500kg的N1类汽车应满足该标准要求。两种正面碰撞方式，人体身上的头、颈、胸、大腿、膝部、小腿，所有的伤害指标全部纳入到了考核。

所以低速电动汽车的碰撞安全即便这次在规范化的过程中确定了正面碰撞要求，比现在的汽车还是有一个差距的，因为毕竟用户群不一样，这些东西的要求都跟成本是密切相关的。

在汽车开发时还要考虑，实际交通事故中，除了典型的全重叠率正碰、40%偏置碰撞以外，还会遇到其他一种情形——撞柱，包括撞到树上、电线杆上，这也是常见的。撞柱有它的特殊性，一开始的抵抗力不大，然而挤过来以后冲击波会突然上去。这种情形对有安全气囊的点火是一个考验，往往会出现死点火。一旦出现死点火，会出现包打人的现象，所以在气囊开发的时候，柱碰撞是必须要做的。

还有一种非常常见的，就是钻到卡车里。这是现在市际交通事故中，轿车的乘员发生伤亡比较严重的一种情形。当时我们开发了一个能够满足11567，也就是载货车后下部防护装置要求最软的一个架子，用这个架子来考核汽车。钻入的时候，车体是比较软的，我们要看看气囊在这种情况下，遇到这种比较软的防护装置是满足标准的。

所以开发一辆车的时候，方方面面都要考虑到。

侧面碰撞

对低速电动车的侧面碰撞提的应该是GB20071-2006标准，移动壁障重900公斤，时速50公里/h，呈90度的状态撞到驾驶员R点的位置。现在的争论是，低速电动车先做正面碰撞，侧面碰撞现在暂不做要求，后面再做。因为世界各国汽车标准基本上都是如此，先做正面碰撞，然后5年、6年以后才做侧面碰撞。中国也是这样，1999年实施正面碰撞CMVDR294。然后到2003年，转化为国标GB11551。2006年才实施的侧面碰撞。所以从正面碰撞到侧面碰撞，汽车行业留了将近6年左右的一个过渡期。

另外有一种意见认为，低速电动车上路就会遇到侧面碰撞，因此标准要求同步，同时实施正碰和侧碰。也有专家建议，能不能跟正面碰撞一样，侧碰降到40公里每小时。但是标准起草组组长董扬已经明确表示不行，因为侧面碰撞的着眼点是普通汽车撞低速电动车，因此要求应与晋通汽车相同。

最后会是什么结果，我们不得而知。但是作为低速电动车的生产企业、设计者，现在肯定要考虑侧面碰撞。这个标准如果能够顺利出来，让低速电动车能够规范，是企业发展的最好时机。不要栽在这个小问题上，只要是强制要求的，增加成本对全行业都是相同的。如果没有规范管理，企业很难自己提高要求，这就是我们要通过强制性标准去推安全的一个原因。如果让市场自然选择，这个推广速度将非常慢，市场永远还是接受低价格的东西。所以在碰撞安全方面，国内汽车从九几年到现在已经有了快将近20年的准备，人才、配套、钢材、工艺都是具备的。有可能50公里每小时的侧碰，有可能40公里每小时的侧碰，完全不要求侧面碰撞估计不大可能。

侧面碰撞和正面碰撞从技术角度来说一样，也是一个耐撞的车身和乘员保护系统。但不一样的是，正面碰撞的重点在于能量吸收以及管理减速过程中车内乘员的受力。侧面碰撞的能量则不用担心，其实侧面碰撞大量的能量并不是被车体吸收掉的，而是撞了以后靠这个车在地面上摩擦消耗掉的。

侧面碰撞可以理解成车门板对驾驶员的一个打击，在加速中是驾驶员受力、受到伤害的一个过程，就车身结构来说，侵入量，侵入速度。因为侵入量太大，这个人就没有生存空间了。侵入速度越大，门板打击在人身上的速度越高，伤害程度越高。

第二个保护系统就是门板的软化，门板的形状设计和刚度设计，怎么能够跟人体接触过程中有一个好的缓冲，这是一个侧面碰撞过程我们一个简单的描述。

在十字路口常发生典型的侧碰事故，还有一类恶性事故叫做侧面柱碰撞。有一种是在紧急躲避的时候，有可能车箱发生回旋，失控以后撞到路边的电线杆或者树上，电线杆和树那个圆柱对车体侵入。车辆的侧围比前面要软很多，要想抵抗住直径在290～300毫米左右的圆柱是非常困难的。我们来看看跟柱相撞的时候，最担心的一个事情是脑袋撞在这个柱，树干上，电线杆子或者树干几乎是刚性的，这样撞上去就完蛋了。

这个现在是列入ncap的测试里，以32公里每小时的速度侧面撞在这个圆柱上，非常重要的一个事情是，除了车体的强度以外，使这个幕帘和把人的头部和刚性的柱子之间隔开。如果没有这个幕帘，脑袋就会直接撞到那个柱上，这样驾驶员颅脑伤死亡率是非常高的。

当然，现在对低速电动车也还没有提侧面柱碰撞，有可能低速电动车面临的两个测试，一个是40公里每小时的正面碰撞，和40公里每小时的侧面碰撞，或者50公里每小时的侧面碰撞。这两项技术要求对于车身结构来说，现有的设计经验和技术应该还是成熟的。现在很多新的约束系统在这里也不一定用到非常贵的，例如40公里每小时正碰，完全通过安全带的优化是可以达到标准要求的。侧面碰撞，现在我们做过了一些改进，也还是基本上能达到。

中消协近期做了一个测试，仅仅用了32公里每小时的正碰抽查了3辆低速电动车，都有问题，这个不安全反映出来的并不是说低速车本身肯定不安全，关键是没设计，你设计了就安全了。所以这个事情也促进了这个行业需要规范，因为存在安全问题的车到哪儿都说不过去。

其实不安全的“帽子”，当年也扣在自主品牌乘用车头上。1999年起草正面碰撞标准的时候，国内的自主品牌企业诸如吉利、力帆，奇瑞等都担心碰撞要求出来达不到。但是到2006年侧面碰撞，就好一点了。因为正面碰撞做完，这个团队建起来，费用提高的并不多，侧面碰撞也做了。现在看C-NCAP的得分，往往得最高分的还不是合资品牌，反而是自主品牌。当年以平头面包为主的五菱，没有因为碰撞把它的低端车、低价车给碰掉，人家造成年销量近200万辆。五菱肯定是打价格战的，两万多的车，你现在看看，有了碰撞安全要求以后，三万以下，两万九依然有车。

随着批量上升以后，其实我们要满足碰撞安全要求，最大的投入是研发队伍的投入。所以，如果还停留在一年生产一万辆车，这个碰撞安全要求是一个天价。但是有可能像长城这种一下过百万辆，奇瑞今年也过了70万辆，五菱这种近200万辆，这个研发投入一分摊成本上升是非常小的。然后我们刚才说40公里每小时的正碰，肯定不用气囊。如果不增加气囊，成本能增加多少，我们后面重点来看车身结构，无非都两块钢板。所以安全更多是理念，是必须满足的一个要求。

从研发队伍看，现在低速电动车的生产企业研发队伍有六七十人、七八十人就算是行业老大了。但是这些汽车厂光一个部门至少就是两三百人，整个研发院动辄都是六千人、八千人，更不用说都是海外还有好几处研究地。但是一下子达到汽车级的要求，低速电动车行业可能也是吃不消的。

低速电动车总体上有利于提升道路交通安全

根据CIDAS对中国乘用车事故与人员伤亡情况的数据统计，弱势道路使用者(行人和二轮车人员)事故的发生概率(81%)、重伤率(72.7%)、死亡率(68.9)最高为中国道路交通事故的主要显著特点。

所以，对低速电动车的安全要求，这个车的属性到底是什么？现在在争论。一个认为是汽车的降级版，一个认为是电动自行车或者摩托车的升级版。现在摩托车是两轮的、三轮的，能不能升一个四轮的。

正面的观点，如果把低速电动车看作是电动自行车的升级，那低速电动车肯定是提升了道路交通安全，因为两轮车和行人在道路交通里边占到伤亡的比例达到68.6%，相当高的一个数量。让这些人如果有一个小车开开，总比他骑个自行车或者骑个电动自行车或者走在路上安全，所以，如果从这个角度来说，它提高了道路交通安全。

反面的观点，如果把低速电动车看作是汽车的降级版，低速电动车肯定降低了道路交通安全。道路交通安全管理是公安部，公安部当然不愿意看见这个车。但是我也跟他们讲这个事情，你如果不愿意看到汽车的降级版，汽车降低要求，你愿不愿意看到电动自行车升级，因为每年死掉的这些人里面，骑电动自行车占到的数量是相当大的。

所以，低速电动车的属性到底把它定义为升级版的四轮电动摩托，还是定位为降低版的微型电动汽车。不同的视角，这个车的安全，这个车到底是提高了道路交通安全还是降低了道路交通安全会得到不同的结果。

根据这样一个统计，我认为这个车是从总体上提升了道路交通安全。因为它把越来越多的骑自行车的人放到了有一定保护的车里边，当然前提是这个行业要把车身结构做好，要给人家提供保护。事故伤亡的总量肯定是下降的。

我个人倾向于正碰也得要求、侧碰也得要求，是否都实行40公里每小时，过渡一下。因为行业等到一规范化以后，这个产销量马上就会上升，大家就敢投入了。现在这个状态，法律上都没有保障，谁敢投入，没有投入，这个产业怎么发展，精品车怎么出来。

同时，对于这种低速电动车辆，也有意见认为欧洲都不做碰撞。欧洲确实现在L6E、L7E都没有碰撞安全要求。但美国对低速电动车现在已经要求碰撞了，欧洲Euro NCAP也在考虑这个事情，2014年6月，他们出台了一个L6E、L7E，就是现在所说的低速电动车，或者叫做四轮摩托车进行了抽查，碰撞结果相当糟糕。但是他们已经开始关注这类车的碰撞安全性，当时跟欧洲这边的企业，我们也跟他们有过一些合作，因为这个车还是便宜的，在欧洲找供应商找不着，它也想装气囊，它也想装ABS，找到中国来找。但车身结构不能保证碰撞的前提下，装上气囊也是没用的。

所以，欧洲和美国其实对低速车辆的碰撞安全也已经开始关注，所以有可能我们要早走一步，欧洲一旦有这样的要求，我们这些车在出口欧洲的市场上也可以有一个领先的地位。欧洲不是不考虑，但市场一抽样都不行，但有一个法不责众，管理者只好作罢，Euro NCAP组织看看后边也就不发布了，因为只有有好的、有差的，这个发布出来才有意义。所以我们如果实施碰撞安全，对低速电动车以L6E、L7E欧盟的认证出口这个市场也会有相应的优势。

接下来看车身结构的要求。先看正面碰撞。我们要实施的GB11551—2003，并且把速度有可能下降。

正面碰撞过程是一个减速过程，关键是怎么把速度从40公里每小时或者50公里每小时降到零，整个减速过程如何进行管理。第二个，车体要给车内的人提供一个生存空间，这些能量在碰撞的时候，要转化为车体变形的势能，要被塑性能吸收掉。势能等于F乘S，就是碰撞力乘上变形量，F乘S。所以，前边一段这个冲击力乘上变形量，要吸收它的二分之一mv方那么多动能，这是要车身结构做到的。

前边这个要吸能，从吸能角度来说，F越大肯定越好，要的空间就小。如果F小了，那S就要大了。S大了意味着什么，这个车鼻子就要好长好长。车鼻子太长，这个车又做得太大了。我们这些低速电动车其实都是打微型化的，现在如果再做得大一点，跟汽车厂是无法竞争的。这些车其实是作为汽车的一个补充。

现在的汽车，3米5左右基本上有车无市。3米以下，汽车厂根本就没车。从这个角度来说，我们这个车是不能做太大的，所以S就不能太长。所以从能量吸收角度来说，就尽量增加它的F。

并且电动车，因为电池的问题，重量不轻。F那个ma相同的减速度下，电动车跟汽油车比，本身车重并不低。这个F比较大的情况下就有这个问题，怎么能够把它的后边部分别坍塌掉。所以，一个是车身结构，在正面碰撞里面，重要的是两件事情，一个是前边设计好它的吸能变形，在碰撞的时候不是不让它变形，是要让它按我设计的方式变形。在这个变形下，要把标准规定的能量吸收掉。同时，在后边部分不能发生坍塌，如果后边一坍塌，前面这个能量吸收就实现不了，所以后边的这个支撑结构，这是一个车身结构。

碰撞为什么难做？它面对的是减速距离很短，50公里每小时的速度或者40公里每小时的速度，要在这么短的距离内减下来，我们看看能留给我们的设计减速的距离是多少。

大型的轿车，车内大概有三十厘米，外面的变形，有些大轿车的前鼻子很长很长，95厘米，这加起来就有1米二五。如果50公里每小时的速度让你在1米二五的距离里边减速下来，这个难度不大。

小型轿车，22厘米加55厘米，大概77厘米。面包车大概25厘米加65厘米，90厘米。卡车大概25厘米加80厘米，105厘米。

所以，汽车大概有一米左右，所以一个正面碰撞面临的问题是50公里每小时的速度在1米的距离里面，速度从50公里每小时降到零，这么一个难题。

看看低速车。我们的坐姿一般是立式坐姿，你去量一下胸部到方向盘之间的距离，估计在22厘米左右，很多车布置都是这么个状态，有些车可能会大一点，当然大了是好事。

前端的变形量，我们做过几个车型，大概在三四十厘米。如果取个38厘米，所以低速电动车面临的是60厘米的变形，60厘米这么一个距离速度从50公里每小时，如果标准定50公里每小时，后面有一个估算。如果我们定50公里每小时，这60厘米的减速距离是不够的，60厘米的设计空间是不够的，鼻子还要加长。40公里每小时，现在的车不需要改造型，里边的结构进行一些改造，能够实现。60厘米这个设计空间，这对我来说是够的。

用安全带来约束，胸部的刚度，安全带对胸部的约束基本上是这样一个状况。它面临的是60厘米这么一段距离，60厘米也就这么一点吧，速度从50公里每小时或者40公里每小时降到零，匀减速当然最好，但是我们找不到能够实现匀减速的约束性能。现在市场上能买到的安全带对人体的约束形成的是这样一个状态，一个前边会有一个跑空的段。第二个，它的约束力是这样的上升，是一个斜的，而不是一个匀减速。

按照这样一个实际情况，如果做50公里每小时碰撞，我们的车会面临什么问题。初速度50公里每小时，我们想控制胸部加固40个G，这是由人体的生物力学确定的，人的胸部最大承受60个G，我们以平均减速度控制40个G来做估算，我们可以看到大概S要求的距离是0.5米，就是50厘米。然后安全带的迟滞，因为安全带会有一个迟滞的，车感的乌标带迟滞会小一点，国标带或者美标带可能迟滞会大一点，如果有预张紧可能会更好，但是我不上气囊，就不能上预张紧。一上预张紧，就有碰撞点火，就有传感器，传感器标定，上来的成本都很高的。

加上这个迟滞有一段距离，26厘米就给浪费掉了，再加上26厘米。如果我们现在这样一个状态，如果做50公里每小时正碰，设计空间有效的乘员约束空间大概需要76厘米。

我们做过几个车型，现在的低速电动车正面碰撞能够给我们用的设计空间大概只有六十几厘米，所以如果要执行50公里每小时碰撞，你现在的车可能全部得废掉，鼻子不够长。

我们这些车在设计的时候大部分是这样，因为一开始告诉设计公司就没有碰撞安全的要求，所以人家给你简化了。我看到好多车是奔奔、QQ做了手术的赝车版，缩了150毫米左右，缩小了一点几厘米，把它原来的前保横梁的150毫米的碰撞盒给拿掉了。当然，加上那150毫米，这60再加15，大概75。所以，人家原版的车，没有被你阉割之前，原版的那个车，50公里每小时的碰撞基本上是能达到的，所以我们要做到50公里每小时的碰撞，这两个距离加起来，大概需要一个75厘米、76厘米左右这样一个设计空间，我才能把这个减速合理地设计后，能够满足现在碰撞安全要求。但是如果做40公里每小时的碰撞，这样算下来只要51厘米，我们现有的车基本上都能达到。

接下来我们看碰撞的时候怎么做，要满足正面碰撞安全要求，我们在设计开发的时候，是把它分为车身和约束系统两个系统来做的。

车身刚才说了几个功能，吸能、后边部分抵抗住、别坍塌、控制一个对碰撞保护比较有利的冲击波形，严重控制侵入量，比如方向盘后移、上移，这个对伤害都是有害的。有时候会出现那种情况，方向盘前移，方向盘前移到底是有害还是有利，这个事情要辩证地看。如果我装了气囊，有了气囊，那方向盘前移也是有害的，因为会晃，一晃动就完了，脑袋不知道往哪扎。

但是如果现在对低速电动车正面碰撞开发不打算用气囊，如果往前摇倒是一个好事。为什么方向盘有可能往前移呢，下一步发生碰撞，有倾路以后，按专项柱基本上这样支撑着，这个地方发生碰撞以后，它有可能出现这样的现象。所以，有可能这个方向盘在正面碰撞的时候往前摆，我如果不打算用气囊，这个方向盘往前摆我倒是不反感，当然它又有一点讨厌，它有可能往上移，往上移可能对头部伤害是有点影响的，所以还是要综合考虑。

总体来说，我们希望方向盘至少不要后移，后移和上移都是有问题的。

第二个，护膝板的区域，膝部的区域不能没有侵入量。

第三个，脚踏板的位置，侵入量要控制。因为脚踏板的位置如果侵入量过大会造成脚踝的伤害。护膝板的区域有很大的倾度，会造成膝部和大腿部的伤害。方向盘过大的后移或者上移，尤其是后移会造成胸部的伤害。所以这是我们车身的要求。

车身满足要求以后，约束系统。约束系统一般是供应商做的，主机厂只要做好一个供应商管理就行了，所以我们在开发的时候经常叫做开发车身，匹配约束系统。车身冻结以后，约束系统进入最后的调教。当然一开始的时候是要大家合作起来，把整个系统优化出来。当然现在随着CE能力的提升，现在的CE可以做到两个部分，因为有些人讲的现在有了，但是有些人讲的模型也够贵的，四五万美元吧。现在主机厂基本已经不分开了，原来我们用显示有限元去算车身结构，然后车身结构这边的侵入量，冲击波形，这些东西提取出来，然后约束系统这边用medimo(谐音)去建模，用多刚体系统软件去建模，两个分别来做。

但是现在有限元的甲轮模型，因为过去的有限元的甲轮模型不行，所以都是分开来做。尤其是medimo里面多刚体的甲轮模型，当时在甲轮模型里面是最好的，算出来比较好。但是现在已经有了有限元模型，有限元的甲轮模型，所以现在很多汽车厂已经是两个连在一起算了，没有必要分开了。

但是提要求的时候，这样一起来算也还是有很多问题的，计算资源在开发过程中总是不够用，有的时候在设计的时候提出来这个地方变一下，那个地方变一下，每一个变化对最终的结果都要算一遍，这个计算资源的消耗也是比较大的。

所以，在汽车行业，我们曾经是以这种方式把它切开，安全车身做安全车身，通过碰撞波形和侵入量来控制车身的要求，然后把它影射过来到多刚体系统的仿真软件里面优化约束系统。

第二个，主机厂自己的开发，技术人员不够的时候，这块工作是可以踢出去的，扔给供应商做就完了。

现在汽车行业在发生变化，汽车厂自己收回来了，一个人数、人员多了。第二个，两个放在一起，反而可以进行整个全局系统更好地优化，当然计算能力上升了，所以这是这样一个开发的大体流程。

我们现在看第一部分，车身结构耐撞性。正面碰撞以后，整个车身的区域分为三个区域。一块变形吸能区，它的变形是正常的，就是我设计出来的，我让你变形。第二个，刚强的乘员区不能变形，它一变形，人就会受伤。第三块，中间这里一个过渡区。

三个区域各自承担的任务，变形吸能区就是我设计出来让它压溃，让它吸能。但是你的变形方式得按我设计的方式，我不是不让你变形，但是你的变形得按照我的设计方式来进行。

刚强的乘员区，主要的作用是给车内的人提供生存空间，不变形，越刚强越好。

第三个，过渡区，做好载荷的分布，把载荷分布好，避免发生坍塌。如果过渡区坍塌了，一切都完了。前边这个能量吸收就做不到了。

分这么几个区域，这是一个车身的结构，最重要的是这个，能量吸收。然后第二才是这一块，过渡区。过渡区不失稳，能量吸收不发生焊点开裂，正确的变形吸能。第三部分，刚强的乘员区肯定不会出问题。

如果这儿发生了坍塌，或者这里发生了不可预见的焊点开裂，没有完成能量吸收，乘员舱就保不住，剩下的能力就会把它挤废。

过渡区里面最担心的一个事情，这个鹅脖子，有这样一个鹅脖子，我们的承重梁是比较高的，然后下降下来以后整个门槛是比较低的。鹅脖子是比较容易发生坍塌的地方。

先来看看能量吸收。正面碰撞中，最佳的能量吸收方式叫手风琴变形，这是最厉害的。手风琴变形，这种情形吸收能量是最大的。一般我们车身正面碰撞以后，大概会形成五六节手风琴变形。大家去看一下你的车身，在这个区域，基本上都有那个变形引导槽，在变形引导槽的作用下来完成，实现这样一个手风琴的变形。

这种变形方式的力和位移的方式基本上是这种结果，是能量吸收比较好的一种方式。这种方式在正面碰撞的前重梁里面，只要能够看到250到300毫米，我们就放心了，这个正面碰撞基本上没问题。

所以，做完正面碰撞以后，碰撞设计的工程师第一件事情迫不及待地要趴下去看一看，自己的前重梁这个位置到底是不是产生了这样一个手风琴变形。只要看到这一块，基本上放心了。

主要看两个事情，一个是鹅脖子别给塌了，鹅脖子塌了，前边也就完了。第二个，手风琴有没有，手风琴变形有，已经基本上不担心了。

第二种是弯曲模式。第二种能量吸收叫塑性角，塑性角在一个地方发生这样一个塑性，它受压的那边会形成一个失稳，形成一个塑性角。塑性角在前重梁上，基本上在这个位置会有一个Z字形的两个塑性角。这是正面碰撞的时候，对截面，通过截面的控制来产生和引导这些变形。整个力流、载荷流，正面碰撞的时候载荷流是这样一个状态，先看整个车身分为上、中、下，在乘员舱这块分为上中下三路。上路载荷不算大的，中路要靠我们的门锁、门脚垫，所以，我们如果有碰撞安全要求，我们用的门锁、门脚垫一定按照汽车的标准要求测试。否则，门锁、门铰链撑不住，这个传力路径就没了，A柱这里就会溃进来，A柱溃进来，膝部那个地方的侵入量就要大，方向盘的后移量就要大。所以这个地方是一个载荷，这是一个载荷路径。下部这样一块。这是乘员舱的三路载荷。

这是前边的吸能部分，主要靠两个大梁，撞到后边的时候还会有两个上重梁，这是两根下重梁，在下重梁这里会有前边一段手风琴变形，后面一个Z字弯形成的两个塑性角，这是前边部分的一个变形的设计。

过渡段在这里，从上下方向看，重要的是把这个鹅脖子过渡好。

在这个力流里边，最大的力是在底盘上，下车身上。上车身承受的载荷并不大，主要是下车身。

我们现在好多超高强度钢板都用在下车身。下车身这里的载荷，前重梁上的载荷，下重梁的载荷比上重梁大多了，下重梁过来的载荷在这里要分解开，过渡段要满足这样一个要求，把它分解掉。

现在有些车型抄得比较老的轿车，不行的。前重梁过来以后就直直地戳在防火墙上，你说咋办。防火墙就零点几毫米，就算增加到一毫米，再大方点，1.5毫米，哪能撑得住。所以如果前重梁过来直直戳在防火墙上，完蛋了。

我们的下车体能够承载的是这样几个部分，门槛可以的，中通道可以的，但中通道有一个坏处，但是到电动车反而好了，因为轿车、内燃车中通道要布排气管，电动车这块倒好设计，没有这个排气管问题，这里承载很容易设计。轿车里边，内燃车里边只能是一个开口薄臂件，开口薄臂件的稳定性不好，在它旁边用一个超高强度钢板，热冲压钢板再把它围边围起来，把它固化起来。电动车这块反而好设计，这里面不存在问题。

前重梁要延伸过来，这是前重梁的延伸。前重梁和前重梁的延伸梁应该有一个高低差，把这块做好。为了防止侧面的坍塌失稳，这里要加一个第一横梁，这个横梁保证它侧向的稳定性，这里的三岔结构保证了它和乘员舱之间载荷的分布，载荷非常大的前重梁的载荷在这里分成三股，一股由中梁来传递，一个由前重梁的延伸梁传递，一股传到门槛梁上。只要这样的结构做好，这个车身结构就没问题了。这是一个正面碰撞的耐撞，具备耐撞性的车身的主题结构。

我们再用有限元算的时候，一般是这样，建模，稀里哗啦算，然后看最后结果。这种可能做逆向设计还有点用，反正不管三七二十一，我就抄人家的结构，然后算一下，看看行不行，不行就胡乱改，把这个地方加厚点，那个地方加厚点。这样的分析不太合适。

最佳的方式是这样。在有限元模型里面，可以对这些梁打出一个截面，在每个截面上边可以把这个截面上边的单元的载荷取出来，然后现在有专门的软件做后处理，像这个图里面画把，把力流，把截面力算出来，我们要看看车身里面真正受力的梁件，这时就能够很好地看清楚车身结构，如果出问题，有了这样一个李流的，载荷流的图，很容易分析清楚问题出在哪里。

比如像这个模型里边，我们可以在里边加一些截面以后，把每个截面的力算出来。这个载荷面一出来以后，就会知道它到底承担多大作用，它到底成大多少，这个力分了多少，有多少载荷分到哪里去了。这是一种正面碰撞的结构。

设计的时候，在车身里边，至少要通过不同的钢板搭起来，要能看到这些梁。这些梁的载荷通过有限元软件可以把它算出来。如果用型材倒简单了，这些梁结构直接用型材去做了。型材做出来可能重量会大一些，但是用型材搭这个车身倒很容易，从碰撞安全角度来说，像特斯拉是用铝型材做出来的车身骨架，它的那个正面碰撞波形就非常漂亮，几乎是理想的状态。吸能的专门用来吸能，后面的结构件，这种坍塌了之类的都不用担心，尤其是铝型材稳定性非常好，铝型材挤压的时候，里面的行腔可以做成多腔，不像薄钢板做起来以后有可能坍塌，它根本不会。

所以，如果用型材做，如果用钢的型材，我们最担心的倒不是说做不出来，我们最担心的是重量太大。如果用铝型材更好做，但是我担心价格又下不来了。因为现在好一点的合金铝30块钱一公斤，钢板才多少钱一公斤，四五块钱一公斤。所以这块弄下来有点。当然它的比重还不一样，但是钢和铝比重差才不到三倍，但是价格差已经接近8倍。所以，用铝来做，成本上还是高。所以，从这个角度来说，用薄钢板生产批量大，比较成熟的还是薄钢板。这是正面碰撞的车身结构。

约束系统简单一点，因为今天主要是看看车身结构。约束系统正面碰撞就这么几个东西构成的，一个座椅别被压垮了，现在不会遇到这样的问题，因为下面是铅酸电池，很高很高的铅酸电池。然后这个座椅其实连支腿都没有，基本上滑轨就直接在铅酸电池板上，当然没有压垮之说。但是没有铅酸电池以后，我们这个座椅是要靠两个支腿，滑轨是要支在车身地板横梁上的。我们前期设计的时候也经常发生这个问题，正面碰撞的时候，这个位置向下的压力还是挺大的，经常发生座椅的坐盆和前面的支腿被压垮的情况，这个被压垮就完蛋了，所以座椅也有相应的要求。

安全带的锁扣是在座椅上的，所以座椅的骨架强度、座椅的滑轨强度，尤其是座椅前后调节的时候那个牙齿，这个都是一个很大的考验。

安全带，这几年这些低速电动车厂把原来汽车行业淘汰了的几个安全带厂又给救起来了，我看了一下从工艺上就不行。像安全带的上导向架、锁扣，这些位置受力都是非常大的。它在制造的时候是用冲出来的，下料的时候是冲出来的。汽车行业最早的时候，我们都是用普通冲，普通冲冲出来的这种方口都是不行的，因为普通冲床冲出来的时候，比如一个两毫米的一个钢板，普通冲床冲出来的面，三分之一左右是剪掉的，三分之二是失掉的，所以那个面是不光滑的，你去看看现在用的安全带的锁扣，方形的那个口，那个面，去摸一摸，或者拿眼睛看一下，尽管它已经镀铬了，但是那个面是不平了。

这样的产品其实在汽车行业早就被淘汰了，在碰撞的时候，不平的面会产生一个斜的力，受到两吨到三吨左右拉力的时候，锁绳就挂不住它，会拉出来。

这是一些小的工艺细节。怎么才能避免这样的情况，精冲，用三向受力的方式挤下去，整个这个面上，切下来的这个面是齐齐的。就是这样一些工艺的差别。

其实这样一条满足碰撞安全要求的带子不满足碰撞安全要求的带子，我相信你们采购的价值是一样的，但是没有对供应商进行约束，或者没有找到有精冲床的供应商。我们前期做实验的时候，这些安全带就是由我们这些厂里面提供过去的安全带，我用14166，就是安全带的动态实验标准去做实验，基本上都过不去，有好几个前期的实验，通过的实验都是实在没办法，送一条带子不符合要求，送一条带子不符合要求，最后没办法，还是跑到汽车厂要一条带子才把实验做过去。

一个满足要求的带子和一条不满足要求的带子，其实就在这几个地方的精冲还是普通冲。这个差别才多大，我想生产厂的成本，一条带子差不出来一块钱。但是，这么一个小的工艺改变就会在碰撞中造成一个不确定性。

这个的好处，现在生产厂不多，国内就那么两家生产厂，它就是想找不好的带子也没有。因为制带的技术含量蛮高的，生产的集中度也非常高，所以倒没发现有什么问题。

气囊，我们刚才说了，不想用。护膝板这里，我们在40公里每小时碰撞，护膝板这里的要求也不是太高，所以这里面会有一些，在设计的时候应该注意，但是难度并不大，稍微注意一下就可以了。

转向柱压溃，压溃是转向柱，现在也已经非常普遍，在胸部跟方向盘接触有一个压溃，有80到100毫米的压溃，这些都是一些非常成熟的东西。安全带我们初步想用普通的安全带。

现在汽车行业其实已经普遍用先进的安全带，有预张紧，在这里有预张紧，在这里有预张紧。因为有预张紧以后，它就有点火的问题。如果跟气囊配起来，这个点火增加了成本，当然一条有预张紧和泄力器的安全带，价格比这样普通的安全带贵一百块钱了，两条带子就两百块钱，这个也是一个比较大的花销。

还有一种结构，不用预张紧，但是用限力，这个限力还是要的。因为安全带那个自带的特性，越往前拉拉力越大，造成胸部约束。到后期对胸部的约束力过大。

所以，初步我们一般用的是这样，不要预张紧，但是要带限力器。现在没有预张紧，有限力器的带子，成本也不是太高。没有预张紧的带子大概三四十块钱，加一个先力轴加个十几块钱，但是预张紧再加上去就要过百了，这是我们后面开发的时候约束系统方面遇到的一些问题。

接下来看一下侧面碰撞。侧面碰撞50公里每小时，900公斤的一个车撞击实验车，里面放了一个ES2假人，对头、胸、腹部和骨盆，就是人的这一块、这一块、这一块、这一块四个地方进行伤害测试。

我们坐在车里面以后，这四块地方基本上对着的是这里，脑袋对着车窗玻璃，胸部对着这里，腹部对着门扶手那个位置，骨盆大概在门扶手下边这个位置。

侧面碰撞第一个事情下来线检查人机，车内的人机布置，加入头部会接触到B柱或者会接触到车顶梁。因为现在很多低速电动车用铅酸电池的时候，把这个人的坐姿高度调得老高老高。有好几个车进去以后感觉到，就我这个身材坐进去，脑袋都有可能磕到A柱的顶梁。

侧碰的假人，ES2那个假人坐姿高度比我高，比我还略高一点。第二个要命的是，正碰假人，侧碰假人坐姿是不一样的，跟卡地亚(谐音)里边的人机布置的假人也不一样，所以这个事情挺难校合，首先要校合这个脑袋不能跟这些硬的地方碰，因为跟这些硬的地方如果碰着就没戏了，我们希望他脑袋正好对着车窗玻璃，脑袋撞玻璃没事儿。

一个，在侧面碰撞的时候，脑袋还没跟玻璃接触呢，玻璃已经被撞来的那个车撞碎了。第二个，就算是不撞碎，凭我们的脑袋把玻璃打碎是不会有任何伤害的。所以，这个位置一定要小心。但是如果能磕着那个钢的部位就完蛋了，我们没打算在内饰里面花力气对它进行缓冲。如果最后跟钢梁相撞，那就意味着用一个缓冲吸能的东西把它隔开，这个隔起来代价就大了。所以，首先要检查一下人机。

然后这几个位置我们看到，到时候这个车门内，车门板是要进行设计的。根据人的胸、腹和骨盆的耐受力的程度改变、调节、优化它的刚度。

这三个地方我们就不要文绉绉地说那些听不懂的话，这三个地，腰、胸部、肋骨这儿，骨盆这儿，你说哪最耐揍，肯定骨盆最耐揍。这相当于三个并联的弹簧一样，这样冲过来，我们希望承受力是跟骨盆接触的这个地方硬一点，它承受载荷大一点，骨盆比较耐大。然后腰第二，肋骨最差。所以，小时候如果你妈打你，肯定照着屁股胆子上踢，如果外面打架，谁往屁股胆子上招呼，你屁股胆子上打了一两下，人家给你肋骨那儿一下，你歇那儿了。所以肋骨肯定最不耐揍，这三个地方我们要对它的刚度进行一个匹配。

这是我们说的保护系统。所以侧面碰撞其实相当于就是这个车门板撞击了以后，车门板侵入，然后车门板以某一个速度打击这个人，把这个人推了一下，把这个人推开，这个就是一个侧面碰撞过程。

刚才解释了侧面跟人体的接触该怎么设计，设计的准则是什么。因为肋骨有肋骨的耐受力，腰部有腰部的耐受力，骨盆有骨盆的耐受力，根据各自耐受力的大小来分配刚度，这是车门板的设计。

这个车门板，如果车身的侧围强度不够，这个车门板的速度就是移动壁障的速度。如果车身结构丝毫没有抵抗力，意味着这个人的侧面就要被50公里每小时的速度打一下，那还有得活了，50公里每小时打过来，相当于14米每秒的速度，肯定是没个活了，要超过这个人的耐受力。

我们首先要靠车身的侧围结构来抵抗，要控制它的侵入速度。我们希望的侵入速度是这样，跟骨盆的侵入速度大概9到10每秒是没文问题的，或者十九八，或者八九七。胸部这里，我们最好是控制在七每秒的速度。腰这里最好控制到八每秒以下的速度，骨盆这里到9每秒，到10每秒都问题不大。

所以，通过这个车身的侧面的强度，首先要提供一个侧面的抵抗，降低车门板跟人体的接触速度，就是车门板的侵入速度，使得车门板跟人体接触的时候，速度不是那个移动壁障的50公里每小时，就是14米每秒，而是有适当的下降。

第二个，跟人体接触以后，一方面推人会有一个加速过程。同时，车门板又受到车身结构的约束，也有一个减速过程，所以侧面碰撞过程，我们来看看，从录像里面看是这样一个过程，就是这样推了一下。这是我们在侧面碰撞的时候要测试的几个内容，关心的事情。

车门板的侵入速度，一开始的时候车门板的速度是零，移动壁障过来以后跟它接触迅速上升，然后受到车身结构的约束开始下降，这是车门板的一个速度波形。

第二个我们关注人的速度，人一开始跟门板没接触的时候，人的速度等于0，等到跟门板接触以后，在门板的推动下，人的速度上升。

侧面碰撞的时候，伤害发生在哪里呢？从这儿到这儿，大概在20毫秒到40几毫秒这个范围内。这个门板跟人还没接触，这个人都不受力，那当然没有伤害了，无缘无故不会受伤，受伤肯定是受力了。所以在这之前，门板跟人没有接触之前，人的速度等于0之前，人是不会受伤的。

那么等到门板跟人接触，人开始加速，人的速度上来，这个加速过程是侧面碰撞时候人受伤的过程。到什么时候伤害结束？人的速度跟门板的速度相等的时候，门板和人之间的相互作用力又没了，所以侧面碰撞其实人在过“鬼门关”就在这一段，大概在20毫秒到45毫秒之间，很多在25毫秒到45毫秒之间，在30几毫秒开始，就在这个范围，30、40毫秒的时候是他受力的最大值。

至于另外两条线，我们没必要太管它，一个是移动避障。一开始的时候50公里/小时的速度，跟车碰撞以后下降。试验车一开始停在那儿不动，撞了以后速度上升，因为车的侧尾还是挺软的，几乎是个塑性碰撞。两个撞到一起以后就粘在一起往前推，所以移动避障和车的运动速度相等。这个过程没什么好设计的，基本上就是符合动量守恒，就是这么一个过程。

两个撞在一起以后，最终的速度是等于多少？就M1除M1加M2乘上V10。V10就是50公里/小时，两车的重量定了以后，就是最终的速度，所以这个里边，这两条曲线没什么科技感，重量定了以后就定了。现在我们移动避障那是个标准车，是定的，所以车重了，最终的运动速度应该要低一些，车轻了的话，最后要高一些，这是这条速度，这个没用的。重要的是这里，车身结构最重要的是这儿，它的减速。

约束系统最重要的是这儿，就是车门板的设计最主要是这儿，一个加速。我们用车身强度来增加这个减速度，这个减速度越大越好，这个减速度取决于我们车身的侧尾结构。这个加速度我们希望它小一点，这个取决于我们车门板的缓冲，所以侧面碰撞的话，大概是这样一个过程，它的形状设计要对好位置。

第二个，那么这个冲击波型，这个减速度要尽量大，所以它就是这样一个过程。车门板跟人接触以后，车门板受到车体的约束再减速，车门板跟人接触以后，车门板推动假人，假人再加速，最后两者速度相等，这样一个减速过程和这样一个加速过程，到最后碰到一起伤害结束，所以它的设计就是这样。这个a等于v0的平方除2D减A，这个大A取决于我们车身结构的强度，强度结构越大，这个A越大。

V0是标准规定的，如果行业规定能做40公里/小时，当然我们作为一个工程师就简单了，就容易多了。50公里/小时，我们的难度就大一些。

D就是那个车门板的厚度，有多大的缓冲距离。所以我们这车因为宽度比汽车都窄，尤其是我们现在标准草案写的是1.5米，1.5米现在布置就已经困难，一个比较舒适的布置可能动不动就到1.56米，我看你们的几个车都在1.56米，有的车甚至到1.67米。现在很多中级以上的轿车，大型轿车有些大点儿的SUV已经过两米，这是宽度。

那么这个宽度只有1.5米的话，两个人要并排坐，已经有所困难。好处我们没有中通道，假如说把手刹也拿掉，因为现在很多电子手刹，如果用电子手刹，手刹也拿掉，中间这块倒是能找出来一块空间，也许能行。

速度高了以后，这个车门板就要厚，因为没有足够的厚度，就没有缓冲，缓冲就要有缓冲距离，所以要有侧面碰撞，没有侧面碰撞，这个车门板厚薄没关系，有侧面碰撞，这个车门板的厚薄。但如果要用侧气囊的话就更麻烦了，你看留出来一个气囊能通过去的，当然侧气囊肯定不用，现在这个状态下用不起这样的侧气囊。

这个小a是越小越好，它是作用在人身上的加速度，它乘上人躯干的重量，就是作用在躯干上的D，所以a是我们要减小的，这就是几个设计要素。

我们先看侧面结构的设计。一个车辆的侧尾的话，如果以一个四门两盖的车，门槛、B柱、顶梁，这是构成了三个主要的，然后两个门框、横梁、顶梁，顶部的横梁，然后还有车门，这样一些结构。在这个结构里边，我们看到上边部分至少还有这些梁顶着。门槛这里有这些横梁顶着，这个B柱这里，这是没法加梁的，所以这个B柱在侧面碰撞的时候受力非常大。我们车门这里这个载荷通过防撞杆，把这个载荷一边是传到A柱上，一边也是传到B柱上，所以车作用在另外一辆车，代表另外一辆车的蜂窝铝，挤在车门上的载荷，通过防撞杆，也是分别撞到了A柱和B柱上。然后蜂窝铝本身会中在B柱上，而B柱在这个地方又是减支梁，中间部分是空的，没有横梁顶着，所以在侧面碰撞的时候，这几根横梁的设计很重要。我现在看过几家车厂的车，这个横梁不是贯通式横梁，在中间断开了，那就完蛋了。

因为这里我们这个位置要放铅酸电池，有个铅酸电池盒。但是横梁跟这个门槛梁没有连在一起，只有在下边有一根横梁。那这根门槛梁还是蛮高的，200来毫米。上边有差不多140到150毫米是空着的，没有横梁顶着。这在侧面碰撞的时候，这根横梁会倒掉，会扭转，会倒掉。顶梁我们存在的问题是这样，其实我们顶梁说一个车顶盖，然后里边有一个深度不太高的Ω梁。

那么这个位置，这根梁和顶盖的梁构成为一个顶梁。但这个顶梁你去看看，你的冲压板，因为这个位置不可能用点焊的，那个夹钳都夹不进去。我们现在看从汽车上抄过来的那个顶梁，这根梁上面两边有两个槽，那个是放结构胶的。但是我们现在低速电动车厂没有一家在车身的制造过程中，在组焊的那个工位上，这两个槽里边没有一家往里打结构胶的。那么不打结构胶的话，这根梁和上边那个顶盖的板之间是两体的，所以横梁也没有构成一个完整的横梁。一个开口梁，一个薄管，一个开口梁根本没有承受力，那个薄管就更没有承受力。那么我们这里就仅仅是用那个，我看到有白糊糊的那个胶，问他们什么胶？他们叫膨胀胶。仔细查下来，我发现这个膨胀胶其实是阻尼胶。到最后这个胶它的作用仅仅是抑制振动噪声的，而起不到结构强度的加强作用。这些东西当然没有什么大的问题，等到以后如果有侧面碰撞了，稍微注意一下，把那点结构胶加上去就行，就可以起到这样的一个作用。

那么B柱中间是不可能加梁的，完全要靠它的高张力。所以在这样的车身里边，这块B柱加强板是一个高科技的产品。现在我们很多低速电动车厂，这块钢板里边的加强板有的甚至没有。即便有的，我后边有个案例，也犯了我们过去在汽车里边犯过的错误，结构上不合理，用的钢板强度不够。

那么现在的汽车要达到四颗星、五颗星的汽车，达到五里星的汽车，这块钢板有很多企业已经开始用了热冲压板，就是强度已经超过1000兆帕，接近1500兆帕，这是一个科技性能要求很高，技术要求很高的一块加强板，所以这块加强板在汽车里边，尤其是要兼顾到轻量化以后，至少在600兆帕，甚至有的企业用到1000兆帕的热冲压板来充当它的功能。

我们来看看这个例子，我看了一下低速电动车厂的一些车身，这是我大概在零几年的时候做的一个案例，那时候犯的这个错误现在在我们这个行业犯着。

这个车当然侧面碰撞是一塌糊涂的，我们看看犯哪些错误？门槛失稳，你的车撞了门槛肯定归失稳。一个是这个横梁，那种横梁跟门槛接触的部分，横梁的高度不够，没有给它支撑。

第二，横梁里面的隔板，我们原来是这个隔板设计得不合理，你现在有些压根儿就没有隔板。

B柱，这个塑性角出现在这里塌掉。这里就是横梁对它的支撑不够。这里的连接，当然我们汽车像这些槽里面本来就用结构胶的，所以我们在这里面出问题。你的车撞了以后，在这儿还会出问题，也会塌下去，没有结构胶的话，这里也会塌下去。原来我们设计的时候，这个连接处，这根横梁和这根顶梁的连接处没处理好，出现的间隙，这在分析的时候，你一定要打那个截面，去观察载荷流，就能发现这个位置它载荷流断了。看上去好像连起来了，但实际上载荷没法传递过去。

这里发生了一个问题，门槛扭转，B柱的加强板不合理，导致这里刚度太低，塌掉。横梁在这个地方的连接结构不好，这里面塌掉。然后做了一些优化，改变这儿的连接结构，把这个变形消除掉。改变B柱的加强板，优化以后把这儿包起来，这里主要是把B柱，这是原来的B柱加强板，这是新的B柱加强板，这边也做了改进。B柱加强板跟门槛的连接部位做了优化，原来这样的连接，现在改成这样的连接。优化以后，B柱没问题了。

门槛的扭转，这是原来侧面碰撞以后，整个门槛扭成这样，改这个横梁。首先是改横梁，把横梁的高度加大来稳定地支撑住，就是增加这个门槛侧向的稳定性。原来这个门槛太矮了，现在把这个支撑高度上来。

第二早期失稳，这个门槛梁里面这个空盒子失稳掉，原来这儿只放了两个横隔板，现在这里面密密麻麻加一些横隔板，并且这个横隔板要焊上。我们现在很多车去检查一下大家的车，没有这个横隔板，因为你告诉设计公司你不做碰撞，不做碰撞，这些板就没了。但是没有这些板的话，碰撞以后就完蛋了，这是一个车身侧面碰撞的案例。这是我在2000年左右的时候做的一个东西，我发现原来我们汽车行业汽车车身犯过的错误，现在在我们的低速电动车上好像还在犯。

车门缓冲板就是这样，先要搞清楚跟我们胸部、腹部和骨盆接触的位置是哪里？这种高分子材料，这个材料性能要算出来很难，我们还是开发了一套试验的方法，来测试它的刚度。当然现在汽车厂是试图算出来，把这种材料也是取了小样，做材料性能试验。这些材料还不是说做一个静压就够的，因为静态实验的结果跟实际时候，跟我们动态的冲击又不一样，还要去做高力变率(02：23：28谐音)的材料性能测试。但好在现在清华大学在苏州有一个研究院，他们能做。汽车厂现在基本上是通过周清老师这个材料力学性的实验，这个技术提升了以后，现在像这样的材料也可以直接算出来，当然那个代价也是蛮大的。

那么我们用的办法，过去早前的时候没有这些能力的时候，像对待金属材料算不了，我就是实验，用实验来做。基本上我们要求是这样，这三个地方，这儿要刚度最大，这个刚度减小一点，这边的刚度要最小。因为这边对应的是我们的肋骨，这边对应的是腰部，这边对应的是骨盆。这种实验一种静态实验方法，静态实验方法挤压了以后，得到一个静态的力对应曲线，我们说静刚度的曲线。静刚度曲线再按照经验公式，乘上一个动刚度系数，这个可以推断出来。但是不准。

更准的办法我们直接用冲击，我们分别开发了胸部模型、腰部模型和骨盆模型，然后根据总布置的情况，我们跟胸对应的位置，我用胸块去打。跟腰对应的位置，我用腰块去打；跟骨盆对应的位置，我用骨盆的那个模拟块去打，打完了以后，测量这个冲击块的加速度，就可以换算出来它的刚度曲线。这个刚度曲线代到软件里面计算，算出来的结果和最终实测实验的结果吻合度相当高，比静态实验要好很多。

所以我们现在来看，40公里/小时的碰撞，根据这几年做下来的情况，没有什么难度，成本增加也不多。最大的成本增加是我们开发人员的成本、实验成本。这个成本随着产量的上升是可以分摊掉的。

真正到产品采购的成本，几块钢板增加不了几百块钱。但是你的座椅比原来要贵，安全带我倒觉得不一定贵，但是你对供应商要进行管理。现在我看采购回来那个安全带没有什么管理，座椅肯定要多花点儿钱的，这是一个很小的车。当时做的是50公里，这完成的都是50公里/小时，50公里/小时的正碰，50公里/小时的侧碰，都是实现了的。

我本来还有一个问题，本来我们最担心的是碰撞安全会提高成本，这个我们对照汽车行业，一个车它赢得市场是最重要的，只要产量上升，只要可以规范化管理，这点点成本很容易分摊掉，尤其是40公里/小时的碰撞，一个我们增加的成本，大部分是可分摊的开发成本，而不是车在制造时候的采购成本，采购成本增加不了多少。初步估的话，采购成本增加的量大概会在1600到2000块钱之间这么一个数，这是每辆车分摊不掉的，每辆车都要增加的成本。

第二块增加最多的是设计人员，就是这些研发院，研发院估计不增加四、五十号人，不一定搞得动它。现在如果要得到五颗星的汽车厂来看，研发院那块做CE的，做安全集成的部门现在动辄都在二百人到四百人这样的一个规模，所以汽车的安全，我们现在可能还是可望不可及的，那个成本太高了。

加上气囊以后采购成本也会急剧上升，所以40公里/小时碰撞的话，增加的成本我觉得是可控的。汽车厂，我们看到正面碰撞，连五菱这样原来做面包车的，碰撞是要把它杀死的企业都没有杀死，照样维持了3万块以下的低价格车型，同样满足现在2014正面碰撞、侧面碰撞的所有要求，ncap我们看到也没有把自主品牌打死，反而现在成了自主品牌竞争的一个利器了，这块真的是要有信心去把它做好的一个东西。

后边还有一点事情，这是当时ncap这块。因为如果一个产品有硬伤，你到任何时候都直不起腰来。所以自主品牌如果不是cncap度过了碰撞的黑暗期，不会有今年这个状态。现在它可以理直气壮的话，像当年一出口就遇这个问题。往外一走，到前边那个是陆风，往德国去就遭遇了ADAC的碰撞。往巴西去遭遇了拉丁ncap的碰撞，到处说你不行，到处说你不安全。

那这种情况下，只要你有一点硬伤，这个企业肯定是没法发展的，所以这种是不能留在我们产品，这样的硬伤是不能留在我们产品上。我建议是这样，现在最好是从40公里/小时的碰撞能力来过渡。同时，行业提供50公里/小时的安全评价，鼓励一些更安全的车赢得市场。因为我们做过一些车，50公里/小时也能做过去，不过就是花的代价要稍微大一些。

随着电动汽车行业技术水平的逐渐提高，五、六年以后再提升到和乘用车同等的碰撞安全水平。后边可能没时间介绍了，电动车还有第二个事情—电安全。我们在碰撞实验的时候发现有电火花出来，所以现在我们很多实验室不敢做带电的碰撞实验，这个实验如果当时电池不是放光电的，是带电实验的话，可能会烧掉。仅仅一点浮电，底下拍摄那个，碰撞的时候发生了短路，就成一个火球。如果电池是满电状态的话，不知道会发生什么。现在汽车厂其实在实验室做实验，也发生过把摄像机、假人整套都烧在车内，也发生过，所以碰撞时候的火灾都发生过。

电动汽车跟常规的汽车，跟我们传统汽车相比多了一个电安全问题。电安全问题这里是产后的一些相应的标准、要求，我们开发了一套方法来算，就是这些高压部件和垫板，高压的垫板线全部建到模型里面。在模型里面计算的时候会输出来所有这些高压部件的变形、载荷，以及这些垫板受拉时候的张力。以及在一些有变形的部位，我们要看跟这个接头，跟这个电缆也没有接触，它的间隙还够不够？会不会发生挤压等等。这些用有效的方法都可以建模，都可以计算。

在电动车的仿真模型里边，我们增加了电缆的这些单元，来分析高压电的器件，它的冲击载荷是多大，有没有被挤压的可能性？这些高压电缆有没有被挤压的可能性，接头有没有挤压的可行，以及这些电缆在发生错位的时候，有没有拉断的可能性，它所受的张力是多少，都可以在有限模型里边算出来。

这个计算，我分别做了100%全重叠率的正碰，40%ODB的侧碰和侧面碰撞，以及追尾碰撞。那么现在有些企业甚至做刮底的实验，因为很多电池都在底下，特斯拉有两例事故，有两个起火事故都是刮底引发的火灾，我们在实验室也做过实际的用锂电池刮底的测试，也无一例外都是着火的。所以这些它的电安全，使电动车的碰撞安全，比传统的内燃车，传统内然车只要知道碰撞以后燃油泄漏，也就是只要关注一下油箱的位置，它的变形就可以。现在因为电动车有高压电的部分，短路、换路、挤压这些都会导致一些电安全的问题。这个现在有相应的标准有规定的，这些规定我们在设计的时候，就要想办法体现到我们的有限模型里面，因为不能等到最后去撞它。

互动交流

提问：朱教授，你开始说增加一、两千成本，可以加安全带吗？

朱教授：安全带是这样，我问过几个企业的采购价，光用这个价格，应该能采购到满足碰撞要求的带子，安全带不会增加成本，座椅可能要增加成本。因为你现在如果用了锂电池以后，现在铅酸电池上来的那个台阶不就没了，新的那个座椅肯定自己要带支腿的，这个支腿上来，就有可能要花点儿钱了。

但是车身上面容纳铅酸电池那个小炮楼似的东西不又没了，这两个一抵消，我觉得总成本也不会上升多少。但是现在你的车身里边，我们说像鹅脖子那里，往前纵梁延伸梁的那个过渡梁里边没有加强板，我发现很多车厂没有加强板。那个地方没有加强板，在正面碰撞的时候，那个鹅脖子那里一下子弯掉了。那个地方要加两块，一左一右各加一块加强板。

门槛梁肯定要加隔板。横梁要把它连起来，现在都是在下边就断掉了，我看到好几个企业都是断掉的。其实我们电动车应该说很容易连起来的，因为他们本来就是平的。如果换了那个锂电池的话，这个就更容易弄了。现在用铅酸电池的话，有时候是躲铅酸电池的那个盒子，躲来躲去，把那个横梁，把地板横梁给躲断了。

B柱那块板是最贵的，B柱板现在有很多车厂，因为没有考虑碰撞的话，B柱里面都没有象样的加强板，里面很短的一块加强板。那块加强板本身强度不够。跟门槛的连接方式不对，跟上边那个圈顶梁的连接方式也不对。顶上的那个梁，刚才说结构胶。

提问：你说很对，顶上要打胶。

朱教授：要打胶，但是你们没有打结构胶，打的是膨胀胶。

提问：我们叫碰撞胶，实际上那个胶不是碰撞胶。

朱教授：其实是阻尼胶。

提问：你这个真的说到了点子上，现在有很多车都是打了膨胀胶结果没有胀起来，你说它要降噪是降不下来。

朱教授：那样的话，侧面碰撞的时候会弯掉，白糊糊那点胶吃不住的，会绷开的。那里结构胶，结构胶是这个问题，现在汽车行业用汉高和艾联比较多，这两家的确贵。国产结构胶你敢不敢用？反正现在汽车厂不敢用。国产结构胶还是挺便宜的，但是这里边有个供应商的管理问题，这个胶有这个问题，它要容纳我们这个汽车生产过程中的那些油污，你要跟供应商去讨论的。

它的配方要容纳你的冲压油，我们不可能对这个钢板进行清洗以后再来粘接，像平常我们用一点胶的话，你像比如我们做实验的时候要粘东西的话，是用丙酮去擦的，你平常要粘一个东西，也是要擦擦干净，烘烘干，然后才敢上胶。这在汽车大批量生产的时候是不可能的，所以那个胶有一点难度，它要有自洁能力，它要跟你讨论的，你的钢板冲压的时候用的是什么润滑剂，用量是多少，你都要告诉他。然后他用合理的配胶以后，才能够生产的过程中，才可以容纳这些钢板冲压的时候残留在上边的这些杂质。

还有一个问题就是固化，各家其实到最后，车身焊装完了以后，拿去涂装的时候，电泳的时候温度也不一样，你到底是低温电泳的，还是高温电泳，200来度，还是400来度，它胶的配方都不一样，这个难就难在这里，胶不难找。国产胶一报价也很便宜，但关键是不知道做胶那个厂的技术水平怎么样，它的技术水平得跟得上你的要求。当然你要用汉高的没问题，你把这些条件，它给你开一个单子，你把参数填进去，胶就送过来了，要找一个有一定技术力量的，但是它胶的价格我估计我们这个行业不一定用得起，那个价格听上去是蛮高的。

第二个，我们可能以后如果真的有这些碰撞的要求，我们生产的组织就不能那么随意了。我们现在很多冲压可能是外委冲压，今天高兴了给这家冲压，明天不高兴了，把模具搬到另外一家去冲压。这样的话，我们担心冲压过程中稳定性不好，因为它一系列都连在一起的。

再一个就是焊点质量，我们现在用几百万开出来的模具肯定完蛋，因为现在有的甚至就是开一个拉延模，然后用激光切割下来，那种模具出来的件根本焊不起来。然后用到我们说三道序的当然就好多了，三道序焊点基本上能焊上，但还是会有一些缺陷，所以这块焊点质量控制。过去我们没有碰撞要求的时候，对这些焊点的缺陷表现不出来。但是一有碰撞安全要求以后，这些焊点的缺陷就会表露无疑。

有碰撞安全要求以后，产量一定得上去，如果要是销量上不去，那这个碰撞真的成了累赘了，就是你原来生产一万辆，现在还生产一万辆，那碰撞安全要求就是一个天文数字。但是如果你一个月生产一万辆，然后这些东西都弄好了以后，规范化了，标准也出来了，身份合法了，一个月产量到了四万辆、五万辆，那这个碰撞安全的要求，对你来说一分摊到什么上边。你可以听上去增加的部分，不是每个车的采购成本，每个车的采购成本增加并不多。我估了一下，也就是把原来减掉的那些钢板，不能减，把减掉的钢板补回去，千把块钱顶死了，也就一、两千块钱。最主要的是你的设计，你的制造工艺，你的供应商管理，所以你可能生产、制造、供应商管理、采购这块增加的人数有可能让你的研究员翻倍。

提问：你开始说的那个我非常赞同，我们那个碰撞，刚开始乘用车出碰撞的时候，主机厂一个个都叫得不得了，说也卖不出去车了，到时候出问题。真的一实行以后，真的把它的水平提升上去了。还有一个是开发能力，生产的能力，还有整车的质量都得到了提升。

而且我们低速电动车这上面的要求，也是希望能够达到你预测的。

朱教授：低速电动车，你比如说是天津大学经济研究院做的预测，说一年需求五百万辆，也就是说如果真的能规范的话，这个量可能上升不得了了。现在有这个问题了，这种可能性，我们说只要能够规范化，产量有上升的可能性，这种投入都不怕。但是这个投入以后，你得给我一个合法身份，如果不给我合法身份，我去规范它干吗，销量又不能上升。

因为无证照的话，你再好的东西也像过街老鼠一样，人家根本谈都不跟你谈，你无照，没有牌照，本身就已经违规了，没有人再跟你来究你的碰撞安全，你的碰撞满足不满足要求。你前提是要把牌照附上去，所以我觉得只要你给我规范，只要给我正规的牌照，这些事情我觉得都好商量。成本会上升，但是是全行业同步上升。更何况其实产量上来以后，根本没事。

我们如果说没有cncap，我们的自主品牌企业如果不走过碰撞安全的黑暗期，根本没有今天的日子。你看16年的产量，自主品牌在SUV里边，把合资品牌完全，原来谁告诉我们有城市SUV的？是本田的CRV。你现在看看CRV排在哪儿？前五名都找不着它。现在用户终于相信自主品牌了，毫不犹豫地敢买自主品牌了。你如果还有一身病在身上，谁敢相信，所以这一关是迟早要过去的。

提问：这个观点很好，我们本身低速电动车对碰撞都是很怕，因为原来乘用车也怕。

朱教授：原来乘用车也怕。

提问：但是最后真正一过来都好了。

朱教授：但现在十年过来，不是大家都挺过来了嘛。我看了一下乘用车厂谁也没有被碰死，连当年面包车为主的五菱都给撞成200万辆了。

主持人：朱教授，我这边从新闻的角度想请教您一个问题，因为在现在的标准讨论中还有一个方向是说要升级为锂电，你刚刚讨论的碰撞安全当中，如果是电池从铅酸切换到锂电，电池的技术路线的变化，会不会对它碰撞的本身也会有一些变化？包括技术问题。

朱教授a：从碰撞安全角度来说，我觉得如果保留了锂电的话，碰撞安全是很难过的。因为铅酸电池实在太重了。尤其是铅酸电池，如果使用铅酸电池，在做50公里/小时碰撞的话，基本上没可能，实在太重了。你7度电就200多公斤，而我要是换成锂电的话，7度电可能就是五、六十公斤，六、七十公斤，看你用多大能量密度的，这个重量下降一下就一百四、五十公斤就降下去了，一个车上。

从碰撞安全角度，像我们刚才说，侧面碰撞无所谓，锂电还是铅酸都无所谓。但正面碰撞，所有的能量要靠前边那根梁吸收掉。要想吸收掉，我只能增加F，冲击力要加大。冲击力加大以后，后边的部分全要加强，然后重量加大，重量更大。重量一大，每度电能跑的距离又缩短，恶性循环。这样一来的话，用铅酸电池正面碰撞50公里/小时是没戏的，40公里/小时，用铅酸电池做过，还是能做得过去的。但50公里/小时做不过去了。但用锂电池的话，50公里/小时也能做过去，这几年因为接触过好几个车型的正面碰撞、侧面碰撞，因为这些企业都已经在做技术储备了。

所以从碰撞安全角度来说，我还是喜欢用锂电。但是从碰撞火灾角度来说，锂电又特别危险。锂电现在事故火灾、充电火灾，尤其是碰撞事故火灾还是蛮多，尤其三元，我估计这个车如果上来的话，不给补贴的话，很多企业可能会用三元，三元锂电池碰撞火灾的确是很担心。锂电这个问题跟碰撞的关系是这样，从乘员保护角度来说，用锂电池乘员保护、正面碰撞就容易，开发难度就下降了，不太会造成车辆过渡的，自重不会增加太多。但如果用锂电池的话，碰撞火灾我倒是有担心的。

提问：朱教授你好，就是在正面碰撞中，前驱车型跟后驱车型差别大吗？

朱教授：对电动车来说影响不是太大，但是后驱车型是这样，你现在用的是后桥式整体桥，最大的问题是影响速度。但是50公里/小时以下的话问题不大。但是如果速度再上去，尤其是想到80公里/小时，100公里/小时，你现在那种后桥整体桥的后驱就没戏了。但是如果换成仍然是后驱，但下面奔驰的smart那样的，那个电机和组件那些东西是在悬上的，跟那个前桥一样的，还是用等速万向节传到后桥的，是一个独立桥就没事。

现在你后驱之所以不能跑高速，是因为你用了一个非独立桥，是一个整体桥。整体桥，然后电机加上去，那个组件加在那个上面，一个芽包在那个上面，太重了。那个车五十几公里/小时，过个减速带，简直把屁股都快震裂了，所以如果速度上来以后，为了平抑舒适性，肯定得用独立悬架，就是分体桥。所以前驱、后驱倒没那么大影响，最主要用独立悬架，还是用整体桥。你如果换成独立悬架以后，其实后驱的也一样，后驱和前驱我觉得没那么大差别。从正面碰撞角度来说，我当然希望你后驱，后驱前边那一块都空在那里，吸能就好做多了。

当然电机本身不大，其实从这个角度来说，我们做电动车已经被传统内燃车好做多了。传统内燃车那个发动机、变速箱动力总承太大了，把那个发动机舱给占的死死的。