汽车轻量化与安全性

安全性是汽车轻量化后面临的主要问题之一。从概念上说，汽车安全性分为两个部分：①主动安全技术，其意图是防止汽车发生事故，特点是提高汽车行驶稳定性、操纵性和制动性，尽力防止车祸发生，如ABS（制动防抱死系统）、EBD（电子制动力分配系统）、EBA（紧急制动辅助系统）、AFS（灯光随动转向系统）、高位刹车灯、前后雾灯、后窗除雾器等；②被动安全技术，即事故发生后如何对乘员进行保护，汽车被动安全系统可分为安全车身结构和乘员保护系统，其中安全车身结构主要是为了减少一次碰撞带来的危害，而乘员保护系统则是为了减少二次碰撞造成的乘员损伤或避免二次碰撞。

汽车轻量化对于主动安全的影响是正面的，轻量化可以有效增加汽车的操纵稳定性，缩短制动距离，为紧急情况下采取主动安全措施提供更多的时间。国际铝业协会的研究结果表明：汽车的整备质量减小10%（也称减重10%），制动距离可减少5%，转向力减小6%。轻量化有利于提高汽车行驶稳定性，有利于驾驶人员在汽车碰撞发生之前采取紧急措施来避免事故的发生。所以，轻量化汽车有利于各种主动安全控制措施的实施，汽车轻量化对主动安全是有利的。

美国通用汽车安全研究员列奥那多·伊凡斯（Leonard Evans）在对1975—1998年大量撞车事故造成的伤亡数据进行统计后得出结论，两车正面相撞的条件下，乘员死亡的比例R（甲车的死亡人数／乙车的死亡人数）与汽车自重存在如下关系：R=（m2／m1）3.58，其中m1、m2分别为甲车、乙车的质量。可知，对质量小于对方10%～20%的一方来说，其死亡人数将为对方的1.41～1.92倍。由此可知，整备质量大的汽车，在两车发生碰撞时其安全性会占优势，如图1-3所示。

图1-3 乘员死亡的比例与汽车自重的关系

资料来源：美国国家公路交通安全管理局事故报告分析。

Leonard Evans的研究表明，降低全社会的平均车重对于降低交通事故整体伤亡率有重要意义。对于质量差别较大的两车碰撞来说（如轿车和重型卡车），较重的车在保护自身乘员上虽然有一定优势，但会使整体道路净伤亡数量增加。这也从侧面反映了汽车轻量化的重要性，降低平均车重能有效减少发生道路交通事故时的净伤亡数，整车轻量化有利于整体交通安全性的提升。

Leonard Evans的研究从定量上说明，轻量化对被动安全性的影响是负面的，较轻的汽车在发生两车碰撞时会增加危险的概率，但碰撞过程是一个能量传递和吸收的过程，整车轻量化在一定程度上对于保证或者提升碰撞安全性有更为重大的意义。因此，需要在结构设计、材料两方面开展工作，并通过工艺技术的提升来实现碰撞安全性的提升。第一，汽车轻量化的前提是充分保证汽车产品使用安全，以牺牲安全性为代价来开展轻量化工作不是真正意义上的轻量化；第二，就整车而言，决定整车安全系数更重要的是结构，是整车带有逐级吸能及抗变形能力的能量流传递结构优化设计。通过结构轻量化优化设计和高强、轻质材料的使用，在一定程度上可以提升汽车的安全性。此外，在实际交通过程中，提高安全意识，养成良好的驾驶习惯，遵守交通规则与维护正常的交通秩序对于保障乘员安全显得更为重要。

所以，整车轻量化与安全性表面看似矛盾，实则没有矛盾，汽车不是越重就越安全，也不是越安全的汽车就越重。从全社会的角度来看，提高汽车安全性，同时减轻车重、降低油耗、减少排放是汽车产业发展的必然要求和趋势。

[1] 1英里（mi）=1 609.3 m，1加仑（gal）=3.785 L。

[2] 1 t =103kg。