[汽车之家 冷科技] 年前关于帕萨特25%偏置碰撞的视频刷屏了整个网络，和你一样，我也看了当时的碰撞视频，可以说再好的销量也掩盖不了帕萨特乘员舱变形的事实。网友们纷纷指责帕萨特偷工减料，而随后沃尔沃S60的25%偏置碰撞的出色表现更像是是火上浇油，让熟悉了40%偏置碰撞的网友们再一次兴奋了起来，实际上这类小偏置碰撞（30%以下都属于小偏置碰撞），车企们在很早以前就有相关研究，而且不同车企都有自己的共同或者独特的技术特点，本期的《冷科技》就跟大家聊聊，25%偏置碰撞都有哪些不为人熟知的知识点，以及小偏置碰撞中，车辆会有哪些特别的结构设计。
一、为何要做小偏置碰撞测试？
我们目前所有的碰撞测试，都是从汽车事故中获取的教训，根据美国IIHS的数据，正面碰撞的几率是很高的，美国大约在22%，英国大约有27%。
而在正面碰撞中，小角度碰撞大概占比在三分之一还要高，而且最重要的是小偏置碰撞非常容易造成乘员舱的变形，尤其是腿部和脚部伤害，因此对车辆进行小偏置测试是刻不容缓的。
二、同样是偏置碰撞，25%偏置碰撞都有哪些秘密？
虽然都是偏置碰撞，但25%偏置碰撞却和40%偏置碰撞有很大的不同。40%偏置碰撞中，碰撞能量主要通过底盘一侧的纵梁，以及前纵梁和副车架（主要是全框式副车架）进行传递，总得来说传递能量的路线还是很多的，同时也能有效进行吸能，目前大部分车企都可以在这个碰撞项目上得到一个好成绩。
说完能量传递路线不同，我们在来看看25%偏置碰撞对约束系的布置是否也有影响。约束系布置一般考虑碰撞瞬间，安全带和气囊之间的匹配，而这个匹配在专业领域会引入车辆B柱的减速度波形的概念。这个概念我就不多解释了，大家只要知道，从发生碰撞到静止，这个过程越快，减速度越大，那么在正面碰撞里面，100%正面碰撞和40%偏置碰撞发生速度都是相对很快的，因此减速度也会很大。
上面这张图可能过于晦涩，大家只要了解小偏置碰撞在约束系的布置上并不需要额外的改变，满足40%偏置碰撞约束系的布置就能满足小偏置碰撞。
第二点也是最重要的一点，小偏置碰撞由于碰撞过程中碰撞点在底盘纵梁以外的区域，因此作为主要吸能构建的纵梁没有发挥作用，而大量的能量是由上纵梁进行吸收和传导，因此当前段结构的整体吸能不足时，就会导致乘员舱承受较大压力，如果乘员舱材料不好，就会因为承受的力较大而发生变形。
三、从碰撞结束后的车身位置，我发现了一个有趣的现象
在观摩碰撞的过程中，我还发现了一个有意思的现象，碰撞停止后车辆一般会有两个位置。一个是车头向前，而有继续向前方滑动的现象，最终停在了刚性避障的前方；第二类是碰撞后几乎立刻停止，并发生侧向位移，最终碰撞车成90°的角度和刚性避障相对。
这种现象有无道理可言？或许下面的这个模型能很好的说明。我们假设一个简化的运动学分析，当两台完全一样的车子以64km/h做小偏置碰撞，一台车在碰撞后继续向前滑行，另一台碰撞后停止，此时会在力的作用下发生横移。这两台车的碰撞减速度显然是不同的，滑行的车辆减速度显然比碰撞停止的车子要小很多，减速度小，最终的冲击载荷就会小，因此单从减速度和碰撞载荷讲，发生滑动的车辆对乘员舱内造成的伤害就会小。如果我们再考虑其他方向的运动对能量的消耗，车辆在碰撞后继续前行也会分散额外的动能。
当然，上面只是一个简单的分析，美国国家碰撞分析中心的资料显示，他们对碰撞停止位置有过相关研究，并将沃尔沃的碰撞后继续前行和发生碰撞后车头移动归因于车身的结构设计的不同，沃尔沃的车身结构设计是在碰撞时进行溃缩吸能同时“弹开”，而其他的情况更偏向传统的吸能和能量传导。
㊣四、抛开表像，车身前结构才是最终因素
所以，当我们抛开现象，最终还是回到了问题本身：车身结构设计。
小贴士：在车身设计中，环状结构是一个技术含量很高的设计思路，通常有安全环、吸能环以及耐久环之分。我们常说的A柱、B柱都是在Front Door-Ring的范畴，属于安全环。车前部的两条纵臂和前防撞梁组成的环则是吸能环的重要组成部分。而前后车窗外部的环状结构一般属于耐久环。
在2012年IIHS的首次25%偏置试验测试中，通过测试的两台车，沃尔沃S60和讴歌的TL均有此设计。后来，美国和欧洲的碰撞分析中心都认可了此类设计在小偏置碰撞的重要作用。
当时测试的奥迪A4和宝马3系(参数|询价)并没有将上纵梁和底盘的纵梁进行环状组合，而是相对独立的传递路径，因此给乘员舱传递了较大的力，造成了乘员舱变形，同时由于这个力过大，对整车的质心产生了巨大的力矩作用，这也是车辆侧向旋转的主要原因。
除了shotgun-ring的设计，第二个点来自副车架优化。沃尔沃的车子在进行小偏置碰撞时，经常会出现碰撞侧车轮脱落的现象，这种现象就是通过对副车架、悬架控制臂的特殊设计来实现。
上面所有的分析都是围绕着车身结构进行，这并不意味着车身材料就不重要，这两者是缺一不可，只不过关于结构的分析相对而言更清晰，在材料方面，采用更高强度的钢材是提高碰撞成绩的必然因素，这样配合着合理的能量传递路线，才能最终获得优秀的乘员保护能力。
目前，使用shotgun-ring结构的车型变得越来越多，比如上汽的荣威RX5 MAX就是典型的，采用了shotgun-ring结构的车型，在25%偏置碰撞中也取得了很好的成绩，除此之外还有讴歌、现代汽车等。
五、不同车企有哪些应对措施呢？
最后一部分，我们来看看除了沃尔沃的吸能环设计之外，还有哪些独特的车身设计。
1）本田ACE车身结构
我们先来看关于本田的小偏置碰撞测试，在IIHS的测试中，雅阁和思域均获得了很好的成绩，不过在碰撞后，车子并没有发生大的滑动而是发生了掉头的现象，就是我们最初说过的两种现象中的第二种，我们认为成绩可能不会很好的情况。但从测试结果看，本田成绩很好，这就跟ACE车身结构有着密切关系。
那么为什么同样设计了shotgun-ring结构，却没有发生类似沃尔沃车型那样向前移动的情况呢？其本质原因是本田ACE的shotgun-ring结构连接形式。
所以对ACE车身来说，当车辆发生小偏置碰撞时， 车辆会因为前部车身设计而进行横移，同时上纵梁和底部的纵梁也能吸收和分散能量，以此保护乘员安全。相比较而言，沃尔沃的思路有点类似是在小偏置碰撞中将车身“弹”开，同时允许乘员舱的门槛梁和刚性避障进行二次接触碰撞，这将对乘员舱的侧围栏提出很高的需求。
2）奔驰、宝马等车企的前保险杠加强及延长结构
加长驾驶员侧保险杠，并采用特殊结构以此来提高25%偏置碰撞的成绩，也是很多车企选择的方案，这种方案相比沃尔沃和本田的ACE车身，对技术的要求相对更低，成本更好把控。
一般是在保险杠侧面设计一种侧向位移导向机构，在发生碰撞后可以把车辆推开，这种情况一般能得到很好的乘员舱表现，欧洲动态测试中心曾经对其进行过单独试验，发现应对测试的效果确实很好。奔驰C级、宝马3系以及福特福克斯在IIHS刚进行小偏置碰撞测试时，都采用过这种设计来应对，不过随着时间的发展，这些车企也开始和shotgun-ring结构结合使用。
3）斯巴鲁环状车身设计
除了沃尔沃，在IIHS测试中还有一个总是名列前茅的品牌，这就是斯巴鲁，而斯巴鲁SGP平台的车身设计本质就是环状车身设计。
4）丰田TNGA架构的shotgun-ring结构
丰田TNGA架构采用了十分明显的shotgun-ring结构，同时做了改进，比如采用的是延长上纵梁到纵梁以及前保险杠的形式，形成一个优秀的能量分散线路。
这样可以弥补车体前端结构整体吸能不足的缺陷，同时也能避免变形过程中乘员舱承受较大的纵向载荷，是一种很优秀的车身设计方案，我们从新凯美瑞的碰撞成绩中也能得到确认。
编辑总结：通过这篇文章，我们详细的了解了小偏置碰撞的方方面面，尤其在车身前端的结构设计方面，每种方案其实都有自己的优点和存在的问题，这是不同车企在衡量成本和结构设计后组合而成的，当然我们作为消费者，对不同品牌的车型结构有详细了解有利于我们更精准的选择适合自己的车子。另一方面，随着技术的迭代，想要在小偏置碰撞中取得一个不错的成绩其实不难，就看车企是否有心对驾驶人负责了。（汽车之家 图/文 冷晓阳）
