以零重力座椅为代表的大角度仰倒坐姿下乘员安全的挑战

零伤亡一直是汽车安全的核心目标，但汽车安全则不断受到新技术应用而带来的挑战。尤其是当下汽车行业正在经历技术大变革的背景下，车内空间得到最大程度的释放。这个原因一方面来自新能源汽车的发展，因动力电池布置的原因，可以实现非常平整的车内地板，这就给车内座椅大范围调整提供了可能。另一方面则是智能化技术的应用，给大空间座椅调整、大角度仰倒的坐姿创造了应用条件，乘员可以在车内灵活舒适的体验影音娱乐功能，即生活的“第三空间”。因此以长滑轨、大角度姿态调整、零重力为代表的座椅新技术在此背景下开始得到消费者的青睐。以零重力座椅技术为例，该技术可以使得座椅无位置的限制和坐姿的限制，最大化实现智能化和舒适性体验。目前多家整车企业均推出了搭载以零重力座椅为代表的支持大角度仰倒坐姿调整的车型。

图：延锋零压座椅

座椅新技术的应用为汽车安全带来了新的挑战。 以气囊、安全带为代表的传统被动安全技术一直是以乘员位置为约束条件实现碰撞后的安全保护的。座椅无固定位置乘员无固定坐姿后，传统被动安全技术不仅无法很好的保护乘员，甚至还会带来伤害。 如座椅在大角度仰倒姿态下，座椅靠背在碰撞发生时对乘员脊椎无法起到任何保护，会导致受到挤压伤害。安全带甚至会割伤颈部。

最好的方式避免车辆发生碰撞，如自动驾驶技术避免发生事故。 针对这个问题，清华大学周青教授告诉NE时代，由于汽车动力学控制和汽车行驶环境是存在边界的，因此在车辆行驶过程中，即使是高阶自动驾驶仍无法保证100%避免碰撞。

因此以零重力座椅为代表的大角度坐姿调整的座椅技术安全性一直受到质疑，也是制约其大规模应用搭载的重要原因之一。为解决零重力座椅的碰撞安全性问题， 2023年7月21日，延锋在常熟发布了其综合安全解决方案-Safe Unit技术。 发布会上，包括延锋国际首席执行官陆凯、清华大学车辆与运载学院周青教授和延锋国际首席技术官及技术中心总经理倪嘉文在内的多位行业专家介绍了大角度仰倒坐姿下乘员的安全防护策略及Safe Unit集成安全技术。

图：延锋Safe Unit发布会现场

延锋Safe Unit技术

以零重力座椅为例，由于座椅位置和坐姿的灵活性导致传统的被动安全防护不再适用，因此其防护的负责主体就由车身转移到了座椅上，重点体现在两个方面：

1、安全带、气囊等约束单元要集成在座椅上，确保不因座椅位置改变影响保护效果。

2、发生碰撞的时候座椅要恢复到碰撞姿态，确保不因坐姿改变影响防护效果，并且尽可能降低碰撞冲击。

对于方面1而言，需要在座椅中集成安全带、气囊等安全防护部件。现在大部分零重力座椅已经将安全带集成在了座椅上，但气囊的集成还未实现。气囊集成技术的难点主要在于气囊爆开后，气囊需能对乘员头部、颈部等关键位置实现保护，防止二次伤害。但显然，座椅气囊安装的位置极为有限，若要实现，就需要对气囊爆开后的位置实现精确设计，同时还需要考虑坐垫位置的气囊防护。方面2是零重力座椅安全方案的核心难点，因为汽车发生碰撞时，留给被动安全工作的时间仅有0.2ms，在如此之短的时间内，是无法支持座椅调整到合适的坐姿位置以应对碰撞。延锋Safe Unit技术就在此背景需求下诞生。

图：延锋Safe Unit

延锋Safe Unit技术是以座椅为中心的集成多种安全技术的综合汽车安全解决方案，该技术集成了Pre-Crash座椅快速回复、座椅随动机构（FUS）、座椅集成安全带（ABTS）、坐垫气囊（BAB），及头套式安全气囊（HAB）。尤其是集成的HAB气囊和BAB气囊，可以保证在遇到碰撞时，除通过安全带收紧将乘员牢牢保持在座椅上之外，还可以通过气囊迅速保护头部和颈部，并防止乘员惯性前冲，避免因座椅位置改变造成的车身气囊防护不足的情况，降低乘员二次伤害。

在坐姿调整方面，延锋在座椅中集成了Pre-Crash座椅快速回复技术，Pre-Crash技术能够解决乘员在躺姿情况下的碰撞安全问题，其核心是智能控制技术。

先看Pre-Crash技术的硬件部分。该技术能够将座椅在极短时间内将坐姿调整到最佳防护位置以应对碰撞冲击。Pre-Crash技术调整的部件是靠背和坐垫，取决于整车能够提供的电压平台，在48v高电压下调整速度可以达到30度/s，常规12v电压平台速度也可以达到12度/s。仅需要1.8s就可以将座椅调整到合理的位置以应对碰撞。

但这个调整时间如果是发生在碰撞后是远远不够的！

Pre-Crash机构的核心创新技术便是其控制技术。延锋开发团队发现，车辆在预警发生后到最终完成碰撞的时间是2s。为此，延锋通过开发专用的座椅控制器，针对搭载AEB功能的车辆，在收到AEB制动信息时，在前1.8s内Pre-Crash机构便开始调整座椅靠背角度，在后0.2s内调整坐垫角度，最终调整至最佳座椅角度，进行碰撞后保护，最终避免乘员伤亡。

图：Pre-Crash机构

正是Pre-Crash技术的引用使得Safe Unit能够以座椅为基础，在集成了所有的整合方案后，能够有充足的时间应对座舱安全的复杂场景，解决零重力座椅下的安全隐患。

为什么是延锋

延锋Safe Unit技术早在开发零压座椅项目时便一同立项正式开发，倪嘉文告诉NE时代， “延锋创造了各种智能座舱的应用场景，就需要考虑这些场景下的安全保护” 。因此在推出零压座椅一年后，延锋便推出了保障其安全的Safe Unit技术。

Safe Unit技术在开发期间面临了诸多挑战，倪嘉文直言，“一是Safe Unit涉及到了多项硬件技术和控制技术的集成，二是目前尚未有完善的法规指导，需要进行大量的理论论证和产品仿真”。这也是为什么Safe Unit技术与零压座椅一同确定开发，但技术发布却晚了一年有余的主要原因。

延锋国际首席技术官及技术中心总经理倪嘉文

在法规层面，由于当前的被动安全评价标准依然是建立在传统座椅形态的基础上，即使搭载零重力座椅也是在传统座椅状态下进行测试，因此在法规测试层面便忽视了零重力座椅在使用过程中位置多变的特性。为此延锋从理论层面着手，分析零重力座椅使用情况下碰撞时乘员所受的伤害位置以及伤害程度，建立碰撞测试模型，从而在技术开发时针对性的采取防护加强。

此外在实际开发过程中，由于Safe Unit技术是以座椅为防护主体的，尤其是集成气囊后，乘员身材的差异也会影响防护效果，因此在开发过程中假人的选取也非常重要。为此延锋包括了95%、50%以及5%在内的三类假人进行产品测试，以尽可能适合未来乘员使用时的身材要求。

难度最大的当然还是软件的开发和适配。 Safe Unit硬件集成协同的背后是控制逻辑和软件能力的支撑，而且被动安全部件对控制的实时性和可靠性要求更高，必须能够确保长期有效，因此在开发中就必须选用高功能安全的控制系统，且在后续产品测试环节中也必须符合高功能安全的测试标准。此外便是舒适性要求下带来的挑战，对于车辆而言，大多数情况下AEB触发以后并不会完成碰撞，车辆完全可以依靠自身制动性能实现刹停因而避免碰撞。因此对于Safe Unit而言还需要考虑舒适性，即当预警信号停止后座椅要恢复到一个舒适的状态，降低乘员的心理负担。

目前延锋在Safe Unit技术上拥有60多项发明专利，通过了700多次有限元分析，完成了700多次的物理实验，最终开发完成Safe Unit技术。

而多种技术、多个部件的集成往往不是原单一部件生产的企业能够完成的。陆凯告诉NE时代，“为应对横跨多领域的新技术要求，三年前延锋做了组织变革，成立了一个研发中心，统筹原座椅、外饰、被动安全、汽车电子等分散的业务。 现在的延锋聚焦智能座舱，Safe Unit便是组织变革后体现在产品层面的重大突破”。

图：延锋Safe Unit发布会现场

除了全栈式的座椅和安全技术的协同布局，最重要的还是延锋对新技术的长远规划和不断追求。陆凯提到，“虽然延锋早在1936年成立，1978年就进入汽车行业， 但延锋一直坚持做属于这个时代的企业。延锋的团队一直保持好奇心，不断追求新技术和新方向”

延锋国际首席执行官陆凯

Safe Unit技术后续的量产节奏

目前Safe Unit技术已经开发完成，正式进入整车量产适配阶段，即按照整车座舱内部空间进行调整，并支持后续的OTA要求。在根据整车企业的量产计划预计2024年下半年即可实现最终的量产上市。

正如陆凯所言，延锋对新技术的追求永不止步，Safe Unit技术是延锋为解决座椅大角度躺姿情况下乘员安全的关键一步。未来延锋将深度聚焦智能座舱领域，不仅是智能座舱功能技术上的创新，更多则是守护乘员在智能座舱应用下的座舱安全创新。除座椅大角度躺姿下的安全防护外，基于Safe Unit技术未来延锋还将提供其他座椅坐姿方向如半转身的安全防护，以充分释放车内座舱空间，为高阶自动驾驶下的智能座舱应用提供安全保障。