最新出炉的专利解读!
这次是小米的“前防撞梁”设计!
随着新能源汽车的发展和材料科学的进步,车身设计的理念已经进化到了一个非常成熟的阶段。现在我们去评价一台车的安全性,津津乐道的往往是它用了多少兆帕的超强钢,或者是不是具备丢轮保命这种极端工况下的自保能力。
在保护自己这件事情上,当下的汽车工业其实已经做得很好了。
但是真实的交通环境从来不是单一车辆的独角戏。马路上行驶着大大小小的各种车辆,这就要求现代汽车的安全设计不能仅仅停留在独善其身的阶段。这就引出了一个经常被大众忽略的高阶评价指标,碰撞相容性。
什么是碰撞相容性呢?
简单来说,就是把你的车和一个标准的测试壁障进行碰撞时,你的车头不能像一把尖刀一样,东一块西一块地穿刺进去。你需要让自身的变形尽可能均匀,在吸收碰撞动能的同时,也给对方车辆或者行人留出更高的存活几率。
这种兼济天下的理念,对车辆的前舱骨架设计提出了极高的要求。
我们可以回看一份现成的成绩单。去年小米SU7在参与C-NCAP测试时,乘员保护得分达到了当时规程下的绝对高分,达到了当时2024规程无可争议的第一,甚至得分比很多2021规程的还要高。这验证了其坚固的车身防御能力。但在那份成绩单里,除了鞭打实验(追尾时候人撞在座椅上的伤害),唯独在壁障碰撞相容性上多扣了一点分数。(图一)
为什么这台车在相容性项目上会吃亏。
这其实并非工程设计的疏漏,很大程度上源于轿跑车型物理形态的天然限制。为了追求极致的风阻和低趴的运动姿态,车辆前部的受力面积天然偏小,前防撞梁能覆盖的垂直高度十分有限。当这样一个小面积的车头撞向测试壁障时,受力点必然相对集中,直接将对面局部戳伤的概率就会变大。这属于物理框架内的天然短板。
但如果研发的目标是一台尺寸更大、车头更高的SUV车型,工程师进行结构优化的余地就彻底打开了。
刚刚公开的小米最新车架组件专利CN 223919267 U,展示的正是针对这一痛点的系统性解法。
专利文件详细披露了一套三层冗余的前部安全设计。
第一层是大家相对熟悉的主防撞梁。它横亘在车头最前方,两端直接与车身主纵梁相连,构成抵御正面撞击的基础防线。
真正体现工程巧思的是它下方的第二层设计,也就是次级防撞梁。这根横梁相比主梁更细,位置更贴近地面,专门用来防止危险的钻底或者被钻底工况。为了避免在碰撞时发生上下偏移导致吸能不足,上下两根防撞梁被紧密地连接在一起。
在这根次级防撞梁的后方,第二吸能盒采用了一种前窄后宽的锥形设计,并且在前端特意设置了由弱化孔和弱化槽组成的弱化部。
为什么要故意把防撞的部件做弱。
这是为了实现一种分级溃缩的物理效果。在碰撞发生的初期,前端的弱化部会优先、主动地发生变形吸能,化解掉最尖锐的撞击峰值。等前段溃缩完毕,后段更宽的结构则负责稳定地将剩余力量均匀分散至后方的副车架。
这套系统的第三层,是连接在主防撞梁后方的碰撞块。
从专利图上看,这个碰撞块的形状类似于一个前后贯通的“用”字。这种内部镂空的结构,不仅考虑了轻量化,也兼顾了纵向的结构强度和变形吸能的需求。
关于这类部件,其实存在一个常见的认知误区。
很多人只要看到前轮附近有特殊的结构件,第一反应就是用来应对25%小偏置碰撞的。但实际上,这份专利中镂空碰撞块的核心使命,是为了提升50%偏置碰撞工况下的兼容性。
在50%重叠率的偏置碰撞中,这个碰撞块会随着车头的溃缩向后推移,最终抵在轮胎上。它就像一座桥梁,把原本集中的破坏力顺着轮胎向后传导,极其均匀且全面地分散到副车架、底盘纵梁以及车身门槛上。
配合副车架纵梁专门设计的Z字型折弯,全车骨架得以共同分担这股巨大的能量。如果是极端的25%偏置碰撞,才会真正动用诸如丢轮保命、主动偏转卸力这类防止轮毂侵入的设计。
透过这些机械结构的协同,我们可以预见一些结果。
这套设计在应对标准壁障测试时,其壁障变形的标准差得分必然会大幅优化,碰撞兼容性的罚分问题也相应得到了调整。当然,这不仅是为了在测试中拿到更好的分数,更是展现了一种对路面其他车辆负责的造车态度。
梳理完这些严谨的机械结构,细心的人可能会发现一个显而易见的逻辑。
这种多层重叠、极度占用纵向和垂向物理空间的复杂防撞结构,显然是无法塞进低趴轿跑的车头里的。
既然这不是任何一个小米现有车型的设计,那么这套代表着极高安全冗余理念的前舱骨架,究竟会用在哪一款神秘的车型上面呢。
这个悬念的答案,似乎并不难猜。
#小米汽车#
