文章來(lái)源：阿爾特汽車(chē)技術(shù)股份有限公司

(資料圖)

根據(jù)目前行業(yè)內(nèi)資料了解，Model 3(圖片|配置|詢(xún)價(jià))在IIHS、NHTSA均取得了優(yōu)秀的成績(jī)， E-NCAP也取得了五顆星等級(jí)。

在E-NCAP測(cè)試中成人防護(hù)96%，兒童防護(hù)86%、行人防護(hù)74%，輔助安全系統(tǒng)94%，讓這款車(chē)成為同級(jí)最安全的車(chē)款之一。至于Model 3表現(xiàn)較差的部分，主要是行人碰撞保護(hù)方面的分?jǐn)?shù)較低，在行人碰撞測(cè)試上，機(jī)艙蓋對(duì)于行人頭部的傷害較高，所以在整體行人防護(hù)項(xiàng)目中僅拿下74%。

IIHS向來(lái)被認(rèn)為是最嚴(yán)苛的碰撞試驗(yàn)，而Model 3在八項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目中均拿到了「GOOD」評(píng)級(jí)。

NHTSA(2018年)-全五星

Model 3從布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是如何對(duì)應(yīng)碰撞安全的呢？我們下面來(lái)詳細(xì)解析。

1. 碰撞安全設(shè)計(jì)理念

通過(guò)對(duì)Model 3的布置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，能夠發(fā)現(xiàn)Model 3對(duì)應(yīng)碰撞安全有多方面的設(shè)計(jì)考慮。

? 要能夠滿(mǎn)足全球主要檢測(cè)機(jī)構(gòu)的碰撞測(cè)試要求；

? 電動(dòng)汽車(chē)獨(dú)特的高壓部件保護(hù)及傳統(tǒng)的乘員保護(hù)相結(jié)合；

圖1 Model 3對(duì)應(yīng)碰撞法規(guī)示意圖

2.正面碰撞-傳力路徑

Model 3在正碰過(guò)程中，機(jī)艙主要有三條傳力路徑：

① 吸能盒+縱梁

② 下橫梁+副車(chē)架

③ Shotgun

圖2 正面碰撞傳力路徑示意圖

圖3 正面碰撞傳力路徑示意圖

? 路徑①作為主要傳力通道，有效傳力至門(mén)檻邊梁；

? 路徑②下橫梁可以在高速碰撞過(guò)程中通過(guò)副車(chē)架有效傳力至Crossmember；

Model 3作為純電動(dòng)車(chē)區(qū)別于傳統(tǒng)車(chē)型設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)車(chē)型中地板上的傳力縱梁在EV化的過(guò)程中被取消，由電池包內(nèi)兩根縱梁進(jìn)行了替代，保證了碰撞力的有效傳遞及電池安全。

? 路徑③中Shotgun在X向與縱梁基本平齊，作為第三條傳力路徑避免了傳力過(guò)程中的失效。

3.正面碰撞-機(jī)艙布置

本次解析的Model 3車(chē)型為后置后驅(qū)，前機(jī)艙無(wú)動(dòng)力總成，吸能空間充裕。

圖4 Model 3與一般車(chē)型機(jī)艙吸能行程對(duì)比示意圖

Model 3設(shè)計(jì)特點(diǎn)在短前懸的狀態(tài)下做到吸能空間最大化（如表5）。

表5 Model 3與競(jìng)品車(chē)型吸能空間對(duì)比

如圖6所示，Model 3機(jī)艙布置緊湊，電子扇冷凝器模塊斜置在機(jī)艙前部，采用水平傾斜38角度布置，可降低Z向高度要求，最大化保留前行李箱空間和散熱。

后驅(qū)布置致使前機(jī)艙空間較為充足，機(jī)艙布置集中在后部，與縱梁的折彎特征相對(duì)應(yīng)，相輔相成。

預(yù)估Model 3即使在四驅(qū)狀態(tài)下，吸能空間也有良好的表現(xiàn)。

圖6 Model 3前機(jī)艙吸能空間示意圖

4．正面碰撞-吸能策略

Model 3吸能策略整體思路是前段軸向壓潰，后段彎折變形（如圖7）。

吸能盒為主要吸能區(qū)，長(zhǎng)度達(dá)到了230mm，遠(yuǎn)高于同類(lèi)車(chē)型，變形模式為軸向壓潰，其前防撞梁吸能盒設(shè)計(jì)考慮了不同平臺(tái)的拓展，采用模塊化設(shè)計(jì)可對(duì)應(yīng)不同前懸碰撞，同時(shí)吸能盒斷面采用“田”字型鋁材，抗彎能力強(qiáng)，在輕量化的同時(shí)能確保吸能盒軸向充分壓潰。

縱梁變形模式區(qū)別于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車(chē)型，主要為折彎變形，通過(guò)布置三個(gè)折彎點(diǎn)達(dá)到吸能作用，折彎通過(guò)縱梁的特征及加強(qiáng)板的形狀來(lái)控制。

圖7 Model3前機(jī)艙吸能策略示意圖

Model 3的縱梁采用較為普通的薄壁梁結(jié)構(gòu)，但縱梁的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

首先model 3的縱梁截面尺寸加大（如表8），高于同等整備質(zhì)量的車(chē)型，使得縱梁的截面系數(shù)達(dá)到較高的水平。

其次，如圖9所示，縱梁內(nèi)外板及加強(qiáng)板材料采用了超高強(qiáng)鋼及熱成型鋼，提升了縱梁的單位截面力，對(duì)應(yīng)高速碰撞中縱梁的折彎，即正面碰撞中縱梁截面強(qiáng)度也高于對(duì)比車(chē)型，確保了縱梁的吸能比。

截面尺寸加大的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致重量的提升，為此Model 3縱梁內(nèi)外板均進(jìn)行了減薄處理，保證了整車(chē)的輕量化。

表8 前縱梁前段截面尺寸對(duì)比表

圖9 Model3前縱梁材料分布圖

縱梁因避讓輪胎包絡(luò)采用了外八字設(shè)計(jì)，正面和偏置碰撞過(guò)程中縱梁根部易內(nèi)傾折彎，Model 3把crossmember布置在最薄弱的根部（如圖10），與左右縱梁形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，與側(cè)支撐梁相互支撐，控制前機(jī)艙縱梁的折彎趨勢(shì)。

側(cè)支撐梁采用了更為結(jié)實(shí)的“三角形”腔體結(jié)構(gòu)，保證縱梁有效傳力至門(mén)檻梁。

Model 3在前機(jī)艙碰撞受力位置空腔填充CBS發(fā)泡材料，增加強(qiáng)度提升剛度的同時(shí)傳遞碰撞力，并降低噪音，提升輕量化，總重量?jī)H0.02kg。

圖10 縱梁根部結(jié)構(gòu)圖

前圍板下部獨(dú)特的設(shè)計(jì)是model 3區(qū)別于傳統(tǒng)車(chē)型的一個(gè)亮點(diǎn)，三角型腔體可使地板盡可能向前延伸，加大電池容量的同時(shí)也給電池包提供安裝點(diǎn)（如圖11），腔體斜面均采用熱成型鋼材，提升了碰撞強(qiáng)度。

但這種設(shè)計(jì)也帶來(lái)了一定弊端，因布置占用了輪胎空間，所以前圍板整體后移避讓?zhuān)芭湃梭w及人體腳部空間隨之后移，最終導(dǎo)致Model 3軸距雖然長(zhǎng)，但是后排乘坐空間并不突出。

圖11 前圍板下部結(jié)構(gòu)圖

表12 Model 3與其他車(chē)型前圍下部尺寸對(duì)比

在整個(gè)碰撞過(guò)程中，副車(chē)架吸能作用是必不可少的。

首先副車(chē)架與車(chē)體安裝部位采用了可脫落結(jié)構(gòu)，如圖13所示，碰撞過(guò)程中副車(chē)架可及時(shí)與車(chē)體分離，減少對(duì)縱梁變形的干擾，使縱梁變形更充分，預(yù)估四驅(qū)時(shí)，副車(chē)架脫開(kāi)會(huì)拉動(dòng)電機(jī)向下運(yùn)動(dòng)，減少電機(jī)對(duì)乘員艙的擠壓。其次在副車(chē)架臂正反兩個(gè)方向均設(shè)計(jì)了壓饋筋，通過(guò)特征的形狀來(lái)控制副車(chē)架折彎。

副車(chē)架這種設(shè)計(jì)保證了正面高速碰撞中的電池安全，避免副車(chē)架直接擠壓電池包和高壓附件裝置。

圖13副車(chē)架可脫落結(jié)構(gòu)與潰縮筋示意圖

如圖14所示，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在碰撞過(guò)程中，先向后潰縮，然后向下彎曲的變形形式避免了碰撞力直接向后方傳遞，造成方向盤(pán)后退過(guò)大。

圖14 正面碰撞轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變形示意圖

如圖15所示，轉(zhuǎn)向管柱帶中間軸總成設(shè)計(jì)有三級(jí)潰縮結(jié)構(gòu)，潰縮行程達(dá)93mm，以減輕車(chē)輛碰撞對(duì)駕駛員的傷害：中間軸為第一級(jí)，在碰撞過(guò)程中通過(guò)萬(wàn)向節(jié)產(chǎn)生形變，并向后潰縮，避免碰撞力直接向后傳遞造成方向盤(pán)后退傷害駕駛員。車(chē)輛碰撞時(shí)，駕駛員受慣性力前傾，方向盤(pán)受一定撞擊力誘發(fā)轉(zhuǎn)向管柱第二級(jí)潰縮生效；隨著方向盤(pán)受到的撞擊力增加，轉(zhuǎn)向管柱從二級(jí)潰縮升級(jí)至三級(jí)潰縮。

圖15 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)潰縮結(jié)構(gòu)示意圖

5．正面40%偏置碰撞

Model 3的40%偏置碰主要對(duì)應(yīng)E-NCAP和IIHS試驗(yàn)要求，當(dāng)64km/h試驗(yàn)車(chē)撞擊壁障時(shí)，傳力路徑與正面碰撞基本一致，但變形會(huì)更為嚴(yán)重。壁障會(huì)對(duì)輪胎造成嚴(yán)重?cái)D壓造成輪胎發(fā)生一定轉(zhuǎn)向及后退，進(jìn)而撞擊車(chē)體，造成人員傷害。

Model 3的偏置碰設(shè)計(jì)較為獨(dú)特，重點(diǎn)在前防撞梁、A柱、門(mén)檻等位置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

首先前防撞梁本體設(shè)計(jì)兩條縱向壓潰筋(如圖16)，位置處于車(chē)寬40%，考慮在偏置碰過(guò)程中更好的控制前防撞梁變形模式；

其次駕駛艙內(nèi)部左右設(shè)計(jì)了支撐板結(jié)構(gòu)（如圖17），采用熱成形材料，橫向截面采用結(jié)實(shí)的“三角形”截面，與外支撐梁相互呼應(yīng)，形成“8”字形腔體結(jié)構(gòu)；

同時(shí)腔體內(nèi)部填充發(fā)泡材料增加強(qiáng)度，當(dāng)高速碰撞壁障撞擊輪胎時(shí)，可阻擋輪胎向乘員艙內(nèi)的侵入，減少車(chē)體被入侵時(shí)向后的變形量；該結(jié)構(gòu)也能有效保護(hù)電池包在碰撞時(shí)不受到過(guò)度擠壓。

圖16前防撞梁壓潰筋示意圖

圖17 駕駛艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

Shotgun作為機(jī)艙主要傳力路徑之一，上下兩層鈑金形成封閉型腔體，外板采用高強(qiáng)度鋼板，內(nèi)板采用超高強(qiáng)度鋼板，整體弧度采用“拱形”以避讓輪胎包絡(luò)，由于“拱形”結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致shotgun從前至后截面變化是由大→小→大（如圖18）;

偏置碰過(guò)程中shotgun與正碰一樣進(jìn)行折彎變形進(jìn)行吸能，最大折彎位置就是腔體最小位置B-B；同時(shí)腔體內(nèi)內(nèi)置三角形支撐板來(lái)控制變形模式。

圖18 shotgun截面變化

40%偏置碰對(duì)縱梁及乘員艙擠壓更為惡劣，Model 3對(duì)應(yīng)該碰撞則在A柱進(jìn)一步進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，如圖19所示，內(nèi)板及加強(qiáng)板均采用屈服在1000MPa以上的熱成型材料，同時(shí)鈑金料厚均高于同類(lèi)車(chē)型，減少偏置碰撞過(guò)程中車(chē)門(mén)框架的變形量,該作用同樣適用于25%偏置碰撞；

在門(mén)檻內(nèi)板位置該車(chē)型采用的是超高強(qiáng)度鋼板，貫通至A柱前部，與縱梁、外側(cè)支撐板有效連接，使得縱梁的碰撞力有效傳遞。

圖19 縱梁、門(mén)檻、A柱傳力路徑和材料、料厚

6．正面25%偏置碰撞

IIHS的25%偏置碰是目前要求較為苛刻的試驗(yàn)之一，車(chē)輛碰撞安全性能評(píng)估結(jié)果主要由車(chē)體結(jié)構(gòu)評(píng)估結(jié)果決定，也即車(chē)輛的結(jié)構(gòu)耐撞性決定了車(chē)輛的碰撞安全性能，據(jù)了解在25%偏置測(cè)試中，Model 3的表現(xiàn)優(yōu)異，除了副駕駛25%小面積偏置碰撞時(shí)主駕駛側(cè)小腿和腳部只獲得良好（A）以外，其余細(xì)分項(xiàng)目均為優(yōu)秀（G）。

從圖20的model 3試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，考慮從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析:

① 輪胎受到嚴(yán)重?cái)D壓發(fā)生破裂，輪胎應(yīng)是主要傳力路徑之一；

② A柱上邊梁變形不明顯，因?yàn)锳柱采用熱成形鋼板，強(qiáng)度較好；

③ A柱上鉸鏈有變形，但不嚴(yán)重，考慮鉸鏈加強(qiáng)板起到了增強(qiáng)作用；

④ A柱下部及門(mén)檻區(qū)域變形嚴(yán)重，并向后侵入了駕駛艙，但無(wú)人員傷害；

⑤ 前縱梁變形不明顯，考慮縱梁不在25%碰撞壁障重疊區(qū)域，未起到傳力作用；

⑥ 連接板雖有變形，但結(jié)構(gòu)尚完整，考慮未在25%碰撞壁障重疊區(qū)域或重疊量較少，僅受shotgun牽扯發(fā)現(xiàn)側(cè)向吸能；

⑦ shotgun變形嚴(yán)重，考慮是碰撞傳力路徑之一。

圖20 縱梁、門(mén)檻、A柱傳力路徑和材料、料厚變化

如圖21所示，前縱梁避開(kāi)了碰撞區(qū)域，巨大的沖擊力通過(guò)shotgun、輪胎、懸架傳遞到A柱及門(mén)檻梁。

下防撞梁與壁障重疊量較少，考慮部分沖擊力也會(huì)通過(guò)副車(chē)架傳遞到電池包縱梁。

Model 3增加了橫向傳力通道，在shotgun與縱梁之間通過(guò)連接板進(jìn)行焊接，使一部分能量轉(zhuǎn)化為側(cè)向動(dòng)能，這樣由于連接板的橫向傳力作用，使一部分碰撞力傳遞到車(chē)身右側(cè)，減少了作用在乘員艙上的能量。

圖21 正面25%偏置碰撞傳力路徑示意圖

如圖22所示，壁障在撞擊到輪胎時(shí)，前懸后下擺臂總成發(fā)生折彎，導(dǎo)致輪胎會(huì)發(fā)生輕微轉(zhuǎn)向，考慮輪胎避免直接撞擊A柱造成A柱后退量過(guò)大而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，但輪胎發(fā)生轉(zhuǎn)向后會(huì)撞擊電池包，造成電池包局部變形，堅(jiān)固的電池包也是model 3抵抗碰撞的一個(gè)手段。

圖22 正面25%偏置碰撞輪胎變形圖

如圖23所示，Model 3的前防撞梁及下部副梁橫向尺寸均進(jìn)行了增加，對(duì)比傳統(tǒng)車(chē)型，前防撞梁超出吸能盒約230mm，考慮增加尺寸主要對(duì)應(yīng)25%偏置碰壁障的重合量。

圖23 Model 3前防撞梁超出吸能盒長(zhǎng)度與傳統(tǒng)車(chē)型對(duì)比

如圖24所示，從Shotgun俯視圖看前部采用31.5°夾角設(shè)計(jì)，當(dāng)車(chē)體撞擊壁障時(shí)，撞擊力F分解為F0與F1，F(xiàn)0沿shotgun傳力至A柱，F(xiàn)1傳力至炮塔，同時(shí)對(duì)車(chē)體產(chǎn)生一定橫向動(dòng)能，使得壁障避開(kāi)乘員艙，保證乘員安全。

炮塔與壁障有重合量，故周邊零件均采用高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提升了乘員的安全性，考慮這種材料選擇也是model 3試驗(yàn)合格的一個(gè)原因。

Shotgun與縱梁、A柱、連接板形成封閉環(huán)，連接板與前縱梁連接在一起，而連接板下部連接副車(chē)架，通過(guò)這種封閉環(huán)大大增加了車(chē)身的側(cè)向剛度。

同時(shí)封閉環(huán)零件均采用超高加強(qiáng)板與熱成形鋼材料，這樣，即使在剛性壁障擠壓下也保證了shotgun的耐撞性。

圖24 shotgun處結(jié)構(gòu)示意圖

7．側(cè)面碰撞

多條碰撞傳遞路徑，車(chē)身采用安全的籠型結(jié)構(gòu)可對(duì)應(yīng)所有側(cè)面碰撞（如圖25）；

如圖26所示，頂蓋中橫梁采用超高強(qiáng)鋼，而B(niǎo)柱及邊梁則均采用熱成型材料，主要保證側(cè)面碰撞的傳力。

但是B柱與頂蓋中橫梁未形成封閉環(huán)形結(jié)構(gòu)，有一定的錯(cuò)位，這種設(shè)計(jì)考慮主要是Model 3在人機(jī)布置時(shí)頭部與橫梁間隙不足，導(dǎo)致頂蓋中橫梁一定后移造成，由于側(cè)面碰撞中由最終由頂蓋中橫梁傳遞的能量較少，這種設(shè)計(jì)也是可以接受的。

另外POLE碰撞中會(huì)對(duì)上邊梁考察更為嚴(yán)苛，這種錯(cuò)位并不是十分有利，如果頭部空間滿(mǎn)足的情況下，盡量還是要保證頂蓋中橫梁與B柱的連貫性，保證連續(xù)的傳力結(jié)構(gòu)；

圖25 側(cè)面碰撞車(chē)身傳力路徑示意圖

圖26 Model 3 頂蓋中橫梁傳力路徑示意圖

Model 3在車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)上對(duì)應(yīng)側(cè)面碰撞（包括POLE碰）也有以下亮點(diǎn)：

如圖27所示，從側(cè)碰區(qū)域?qū)Ρ葓D來(lái)看，前門(mén)、后門(mén)的防撞鈑金與側(cè)碰區(qū)域的重疊量接近50%，可以有效抵御壁障對(duì)乘員的傷害；防撞梁布置位置相對(duì)靠下，但覆蓋面積較其它車(chē)型約增大15%，形狀為常見(jiàn)的”沖壓帽式“防撞梁，材質(zhì)為高強(qiáng)度鋁合金材料，厚度為2mm。

防撞梁與車(chē)身止口的重疊量為前門(mén)125mm，后門(mén)78mm，相對(duì)其它車(chē)型為中上等水平，可對(duì)防撞梁與車(chē)身連接強(qiáng)度得到有效提升，在側(cè)碰時(shí)更好的保證車(chē)門(mén)與車(chē)身的傳力順暢性。

其上部的外腰線加強(qiáng)板布置在碰撞區(qū)域上部，為鋁合金材料1.6mm厚度的零件，遠(yuǎn)高于常規(guī)車(chē)型0.9mm厚度。從位置及料厚上來(lái)分析，外腰線加強(qiáng)板也是對(duì)應(yīng)側(cè)面碰撞、正面碰撞的主要結(jié)構(gòu)之一。

圖27 車(chē)門(mén)防撞梁結(jié)構(gòu)示意圖

model 3 的側(cè)面碰撞主要控制B柱的變形模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要采用兩種方式。

? B柱內(nèi)板與加強(qiáng)板均采用TWB工藝（如圖28），即內(nèi)板采用相同料厚不同強(qiáng)度的材料，加強(qiáng)板采用相同材料不同料厚工藝，保證上部強(qiáng)度均高于下部；

? 同時(shí)B柱加強(qiáng)板下部設(shè)計(jì)了誘導(dǎo)變形結(jié)構(gòu)（如圖29），以控制B柱變形模式達(dá)到設(shè)定要求。

圖28 Model 3 B柱TWB工藝應(yīng)用

圖29 Model 3 B柱誘導(dǎo)特征

8．POLE碰撞

按照E-NCAP中的柱撞試驗(yàn)條件，對(duì)Model 3進(jìn)行側(cè)面75°、 32km/h柱撞分析。

如圖30所示，門(mén)檻梁則為主要變形吸能區(qū)，其中門(mén)檻內(nèi)板外板均采用高強(qiáng)度鋼板材料，而門(mén)檻加強(qiáng)板則采用“目”字型擠壓鋁材，極高的提升了門(mén)檻的承載能力，可對(duì)應(yīng)包括pole碰在內(nèi)的側(cè)面碰撞，同時(shí)可起到了輕量化的作用；

門(mén)檻與地板座椅橫梁錯(cuò)位焊接，座椅橫梁處于柱狀碰撞器碰撞路徑范圍，可有效抵抗乘員艙的變形。

圖30 應(yīng)對(duì)POLE碰撞門(mén)檻處結(jié)構(gòu)示意圖

如表30所示，門(mén)檻斷面系數(shù)及慣性矩均高于同類(lèi)車(chē)型， “目”字型擠壓鋁提供了主要貢獻(xiàn)。

表31 Model 3與競(jìng)品車(chē)型門(mén)檻斷面系數(shù)對(duì)比

對(duì)于電動(dòng)車(chē)，柱狀試驗(yàn)除了考慮乘員安全外還主要應(yīng)對(duì)電安全問(wèn)題。（電池包受柱狀擠壓有可能導(dǎo)致起火燃燒）。

Model 3電池包設(shè)計(jì)未做側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)，側(cè)碰（包括pole碰）電池防護(hù)主要由車(chē)身結(jié)構(gòu)建立（如圖32）。

如圖33所示，電池包與門(mén)檻間距約為40mm，POLE碰撞時(shí)電池包有一定擠壓風(fēng)險(xiǎn)，電池包上下板均設(shè)計(jì)了彎折特征，控制POLE碰撞的變形模式。

9．后面碰撞

多條碰撞傳遞路徑。

如圖34所示，車(chē)后部均為鋁材，考慮鋁縱梁的吸能效率要優(yōu)于鋼縱梁，整車(chē)壓潰量全部集中在后防撞梁和后縱梁后端部分。

后縱梁斷面Z向高度高于傳統(tǒng)車(chē)型，且為“日”字型結(jié)構(gòu)，軸向剛度大，壓潰時(shí)能吸收更多的能量，并擁較好的軸向壓潰穩(wěn)定性。

圖34后縱梁結(jié)構(gòu)示意圖

如圖35所示，車(chē)身后部設(shè)計(jì)了3個(gè) “環(huán)形”框架，形成了封閉的傳力結(jié)構(gòu)。后部碰撞中，第一層“環(huán)形”框架主要采用鋁材，是儲(chǔ)物和潰縮吸能區(qū)域；第二層“環(huán)形”框架主要采用高強(qiáng)度鋼板，主要保護(hù)電機(jī)在后碰中的安全，同時(shí)后副車(chē)架對(duì)其進(jìn)行了雙重保護(hù)；第三層“環(huán)形”框架也采用高強(qiáng)度鋼板，主要是對(duì)電池包進(jìn)行安裝及保護(hù)。

后保險(xiǎn)杠總成整體采用活連接結(jié)構(gòu)，可在低速碰撞后進(jìn)行維修，撞梁本體采用“目”字型鋁材，輕量化的同時(shí)可保證有效潰縮，防撞梁X向超出后行李箱蓋50mm，可保證行李箱蓋在后部低速碰時(shí)安全性。

Model 3的這種結(jié)構(gòu)可對(duì)應(yīng)后部的多種碰撞。

圖35 后面碰撞環(huán)形框架示意圖

10．行人保護(hù)-腿部

如圖36所示，Model 3通過(guò)控制造型特征將試驗(yàn)區(qū)域避開(kāi)大燈（傳統(tǒng)硬點(diǎn)區(qū)域）是本車(chē)性能與造型結(jié)合設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之一。

Model 3的處理方式避免了在該位置出現(xiàn)較低極值情況。（FLEX-PLI試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)方法為：結(jié)合高性能限值和低性能限值采用線性插值的方法計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)所得點(diǎn)數(shù)）。

Model 3的碰撞區(qū)域Y向尺寸相對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)型并未減小，但它增加了潰縮泡沫以及小腿支持橫梁的Y向長(zhǎng)度，碰撞區(qū)域內(nèi)，保險(xiǎn)杠均對(duì)小腿有著穩(wěn)定性支持。

圖36腿部保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖37所示，Model 3前臉造型是極為平整的，在小腿碰撞試驗(yàn)時(shí)更有利于小腿部獲得更小的傷害值；（對(duì)比車(chē)型保險(xiǎn)杠中間位置平整性差，在碰撞試驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的膝部彎曲角及剪切位移）。

如圖38所示，Model 3潰縮泡沫設(shè)計(jì)位置與膝關(guān)節(jié)中心位置重疊量為30mm，重疊量充足，碰撞試驗(yàn)時(shí)膝部動(dòng)態(tài)剪切位移較小，有利于得分；小腿三個(gè)支撐點(diǎn)X向坐標(biāo)接近，且有一定的可潰縮性，有利于保證小腿的穩(wěn)定以及小腿位移的整體性；但前保險(xiǎn)杠蒙皮與防撞梁間隙過(guò)小，潰縮泡沫厚度最薄位置只有28mm，遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上其它優(yōu)秀車(chē)型（如表39）。膝關(guān)節(jié)位置潰縮空間不足，導(dǎo)致中部支撐偏硬，而上部支撐又相對(duì)較弱，形成強(qiáng)弱反差，會(huì)導(dǎo)致小腿保護(hù)整體得分不高。

圖37 Model 3與某車(chē)型前部造型對(duì)比圖

圖38 Model 3潰縮泡沫與壁障關(guān)系

表39 Model 3部分車(chē)型緩沖塊有效厚度調(diào)查表

11．行人保護(hù)-頭部

從E-NCAP試驗(yàn)結(jié)果可以了解到，Model 3在行人保護(hù)頭部傷害上是較差的，主要表現(xiàn)在以下方面：

前部造型偏低，導(dǎo)致行人保護(hù)成人頭部檢測(cè)區(qū)域、兒童頭部檢測(cè)區(qū)域過(guò)于靠近后側(cè)，而該位置有前風(fēng)擋玻璃、A柱區(qū)域零件、蓄電池、前部雨刮等較硬零件；檢測(cè)區(qū)兩側(cè)方向過(guò)于靠近外側(cè)，該位置有前行李箱鉸鏈、氣彈簧等較硬零件。以上零件剛度大，均不利于頭部得分。

另外前行李箱鈑金腔體較小，無(wú)法通過(guò)自身結(jié)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足頭部碰撞時(shí)的緩沖，只能通過(guò)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的零件之間的Z向間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖，但從斷面圖來(lái)看Model 3車(chē)型檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的零件間隙也很小，也無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)頭部傷害的緩沖，導(dǎo)致在行人頭部傷害測(cè)試時(shí)，得分會(huì)很低。

雖然前行李箱鈑金材質(zhì)為鋁合金材質(zhì)，相比鋼制材料行人保護(hù)頭部傷害值會(huì)小，但為了保證Model 3的造型及機(jī)艙布置使得其行人頭部保護(hù)沒(méi)有得到較高得分。

基于以上分析考慮在材質(zhì)、造型、檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的各緩沖零件尺寸上來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高行人保護(hù)頭部得分。

圖40 頭部保護(hù)區(qū)域示意圖

12．頂壓

目前國(guó)際上測(cè)試車(chē)輛翻滾，車(chē)輛對(duì)乘員的安全保護(hù)主要有跌落測(cè)試、動(dòng)態(tài)翻滾，以及國(guó)內(nèi)所做的車(chē)頂靜壓試驗(yàn)。

Model 3為對(duì)應(yīng)以上這些試驗(yàn)，在B柱上部增加加強(qiáng)板，邊梁內(nèi)兩層加強(qiáng)板一體成型，可對(duì)應(yīng)至少4.5倍以上的整備質(zhì)量重力(如圖41)；

圖41 B柱上部加強(qiáng)板結(jié)構(gòu)示意圖

表42 Model 3與競(jìng)品車(chē)型上邊梁斷面系數(shù)對(duì)比

總結(jié)

通過(guò)本期對(duì)Model 3碰撞安全的解析可以發(fā)現(xiàn)，其在材料和結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)碰撞都有一定的亮點(diǎn)，尤其是25%偏置碰撞和柱碰目前國(guó)內(nèi)C-NCAP和C-IASI都已開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，Model 3的設(shè)計(jì)對(duì)我們有一定的啟發(fā)，了解國(guó)外目前的設(shè)計(jì)水平，但同時(shí)Model 3行人保護(hù)也存在一定弊端，希望通過(guò)以上分析能在以后設(shè)計(jì)中加以規(guī)避。