发布时间：2021-07-01T15:35:57.147Z 来源：《科学与技术》2021年7期作者：刘于吕玉凯[导读] 当前，随着汽车智能化、电气化和网络化趋势的加快，人刘于吕玉凯
诺博汽车系统有限公司河北省保定市 071000 摘要：
当前，随着汽车智能化、电气化和网络化趋势的加快，人们对汽车的使用性能提出了新的更高要求，也更注重汽车座椅的开发，以便更好的满足用户需求。因此，在安全性这一核心属性得到保证的前提下，舒适化、智能化、轻量化将是汽车座椅发展的方向关键词：汽车座椅；技术；发展引言：
汽车座椅不仅代表着很重要的汽车价值，而且还包含了浓重的感情彩，那就是对乘客负责的态度。基于此，一款新型汽车在开发初期就会提出对座椅设计的要求。汽车座椅设计应从消费者的需求出发，赋予产品新的功能，提高座椅的品质，给消费者提供更加舒适、安全和愉悦的驾乘体验。目前，高品质的汽车座椅已经成为汽车设计人员诠释整车个性化设计风格的重要考量标准之一，同时也是保障汽车安全性能的-部分。安全、舒适、美观的汽车座椅往往会成为一款汽车的一大亮点和卖点。
1.汽车座椅概述1.1汽车座椅的组成
以汽车驾驶员座椅为例，其主要由以下零部件组成：坐垫骨架、靠背骨架、头枕、泡沫、面套、调角器
、滑轨、调节机构、塑料装饰件等。汽车座椅的组成如图1所示。
1.2汽车座椅的分类
汽车座椅根据其使用位置可分为前排、中排、后排座椅。其中，前排座椅一般为驾驶员座椅和副驾驶员座椅，中排座椅一般分为单人独立座椅、双人连体座椅或4/6分座椅，后排座椅一般为三连体座椅或5/5分座椅。
1.3与汽车座椅相关的国家强制性法规
目前，我国与汽车座椅有关的国家强制性标准主要有:①汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法(GB15083--2006);②汽车座椅头枕强度要求和试验方法(GB11550--2009);③汽车安全带安装固定点(GB14167--2006);④乘用车正面碰撞的乘员保护(CB11551--2003);⑤汽车侧面碰撞的乘员保护(GB20071--2006);⑥机动车运行安全技术条件(GB7258--2004)。
2.汽车座椅安全性2.1座椅本身的“刚性”和“柔性”
座椅结构太“柔”，会在剧烈的追尾碰撞下，椅背被乘员向后运动的冲击力加载，向车后部的结构“飞”出去；座椅结构太“刚”，在剧烈的碰撞下，乘员躯干向后运动的趋势被“硬”椅背限制住，从而加剧头部和躯干之间的相对运动，增加颈部受到挥鞭伤的风险。因此，座椅本身刚性对乘员的安全性有着重大的
影响，要求座椅本身需达到“刚柔并济”，具备高强度的吸能性，给乘员带来最大的安全。
2.2主动式防下潜
当车辆发生正面碰撞过程中，乘员有下潜的趋势，由于安全带的约束作用，乘员的腹部容易受到伤害，通常的解决方案是在座垫骨架上增加一根固定的刚性横梁，横梁位置偏低时，防下潜效果不明显，横梁位置偏高时，影响乘坐舒适性。主动式防下潜机构的原理是：刚性防下潜横梁可以移动，车辆正常行驶时，防下潜横梁隐藏在座垫骨架里，当碰撞事故发生时，防下潜横梁瞬间向上抬起，阻止乘员下潜2.3主动式头枕
在车辆被追尾碰撞时，主动向前弹出，减小头枕与乘员头部距离，更有效保护颈部。
3.汽车座椅在汽车安全性的作用
汽车座椅为汽车内把乘员和车身进行有效连接的安全保障设施，它会对乘车的安全与舒适度产生重要的作用。汽车座椅的安全性包括主动安全和被动安全两个方面，当车辆发生碰撞事故时，汽车座椅可以降低驾乘人员的危险系数，并且减少冲击带来的损伤。汽车座椅安全性首先体现在座椅的支撑和定位，座椅骨架是给驾乘人员提供刚性支撑的部分，一旦发生交通事故时，可以承载车辆碰撞时产生的冲击载荷，保证座椅稳定的固定于车身上。而座椅的定位功能涉及到人机工程学布置，依据H点、靠
背角及坐垫角等参数，将驾乘人员舒适的定位于座椅上。同时安全带的使用，可以避免车辆发生碰撞时，驾乘人员因惯性被甩出车外而造成的二次伤害。
目前越来越多的汽车座椅配备有SBR（SafetyBeltReminder），是提醒没有使用安全带的驾驶人和前排乘客系上安全带的系统。该系统由探测未系安全带的传感器和两级提醒驾驶员的信号（第一级是视觉信号，第二级是视觉和听觉信号）所组成。经过调查研究表明，大多数不系安全带的人员在经过SBR的提醒后，都会系上安全带。此外，汽车座椅坐垫骨架一般都设计有防下潜结构，配合安全带的使用，可以防止出现车辆突然制动时，车内驾乘人员向前下方滑动的危险现象，提升驾乘人员的安全性。座椅头枕也体现了座椅的安全性，当驾乘人员在车辆发生后碰时，头枕吸收撞击产生的能量，可以避免因头部产生的惯性力，对驾乘人员的颈椎造成不可逆的损伤。最后，汽车座椅骨架靠背侧边板上布置有安全气囊，其作用是当车辆发生侧面碰撞时，减少驾乘人员与车体侧面直接碰撞受到的伤害。
4.汽车座椅舒适性
（1）静态舒适性：是指在静止状态下，座椅的乘坐舒适程度。座椅自身特性对静态舒适性起决定作用，包括：座椅的几何尺寸、座椅的轮廓和形状、座椅海绵的软硬程度等。
（2）动态舒适性：是指在车辆行驶状态下，车内驾驶员或乘员主观感觉上的舒适程度，除了座椅自身
特性外，车辆的悬挂系统特性如振动频率和振幅，以及车辆的噪声等因素，均对动态舒适性产生非常大的影响。
（3）操控舒适性：是指驾乘人员操纵各种功能件的便利性，如操控仪表台各功能按钮或换挡等的方便程度。操作舒适性与人机工程及总布置有着非常密切的关系。
5.汽车座椅智能化5.1座椅功能人性化移动汽车网
座椅设计要坚持“以人为本”，必须充分考虑人的需求，图5所示为佛吉亚的一款名为ActiveWellness的汽车座椅系统，该座椅可利用传感系统检测驾乘者的心跳和呼吸节奏，并通过一种特殊的按摩模式及座椅通风系统提供新鲜气流，让疲倦的乘客精神焕发或帮助处于紧张状态的驾驶员放松。
5.2未来汽车座椅
未来的汽车设计主要倡导人车的融合，座椅则是其中重要的一环。
（1）外观造型：可打破现设计方案尺度，进行“大尺度”的创想结构，纵观过去行业发展的进行，一部分曾经被认为是天方夜谭的设计方案却成为现实，因此要将概念设计方案应用于设计中。
（2）驾驶监控：更先进的传感技术可以评估驾驶员的心里和身体状况，通过检测到驾驶员困倦时预测性的刺激驾驶员来减少事故，或在注意力下降时发出警示信号。
（3）减震功能：座椅需能够随使用者的脊柱而移动，减小道路起伏带来的震动，保证使用者身体平稳。
（4）AI智能：一辆车内搭载一个AI智能管家已经不是新奇的事情，但是未来出于隐私等多种原因，每个座椅将会搭载独立的AI，且AI 发出的声音不会被第三者听见
（5）生物系统：利用生物和行为数据，如心率，呼吸率，湿度，温度，闭眼百分比，头部倾斜和面部表情。收集和分析数据并自动调节座椅且记录偏好。
6.汽车座椅轻量化
6.1座椅骨架结构优化
座椅骨架占据了座椅重量的绝大部分，因此，可以通过对其结构进行优化，以得到最小重量的骨架结构。
6.2座椅骨架材料优化
（1）通过采用密度较小的合金材料，例如：铝合金、镁合金等，通过压铸或冲压工艺，制造座椅座垫骨架或靠背骨架。
（2）利用高强度复合材料制造的座椅骨架，重量极具减轻，下图为采用高强度塑料的座垫骨架和碳纤维的靠背骨架。结语：
无论汽车的档次、价格高低，我们相信安全、舒适、美观的汽车座椅对于每一位消费者来说都是必不可少的。汽车座椅的设计也应面向消费者，从消费者的需求出发，不仅要强调安全性，而且要求其整体设计更加体现人性化，以满足并且超越消费者的期望。参考文献：
[1]蒋成约，胡远志，李牧阳.汽车座椅设计与CAE分析.清华大学出版社,2019(08):124-125.
[2]钟柳华，孟正华，练朝春.汽车座椅设计与制造[J].国防工业出版社,2015.4:27.
[3]刘燕飞.浅析汽车座椅安全改进[J].内燃机与配件，2018（14）：26-27.
[4]钟柳华.汽车座椅设计与制造[M].北京：国防工业出版社，2015：166-168.
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