技术解析|沃尔沃的安全带新技术!

原创 汽车电子设计 2025-06-10 08:18

芝能汽车出品


1959年,沃尔沃开创了三点式安全带的时代,至今这项发明已挽救超过百万条生命。


现在沃尔沃开发了一种全新的思路——“多自适应安全带”,在EX60纯电SUV上首发的新一代安全带系统,结合传感器网络、个体生理参数和AI算法,不仅能根据撞击情境实时响应,更可根据乘客的身体特征动态调节负载,被动安全系统也开始从传统的设计中跨越了一大步,迈入数据驱动和可进化的智能时代。



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Part 1

   从“三点”到“多维”:

一项根植传统的技术进化


1959年前萨博航空工程师尼尔斯·博林(Nils Bohlin)发明的三点式安全带,不仅让车辆碰撞中受力分布更加科学,也因其操作简便而被全球广泛采用,沃尔沃还放弃对该项专利的商业垄断,使其成为全行业的共同安全基石。


这个结构和系统我们可以来看一下,汽车安全带系统表面简单,内部却隐藏着一个涉及材料科学、机械设计、传感器技术与嵌入式控制的完整安全体系,复杂性保证了在关键瞬间(50毫秒内)完成织带收紧、能量吸收、力限保护等一系列动作,成为乘员生命安全的重要屏障。



汽车安全带控制系统融合了机械与电子双重控制机制。


◎ 在机械控制方面,锁止系统通过车辆运动触发(如急减速时惯性摆或钢球位移带动棘轮锁止)和织带运动触发(猛拉时卷轴转速骤增,离心力推动卡榫锁止)来防止意外松脱;


同时,预紧器与限力器协同工作,预紧器在碰撞初期迅速收紧织带固定乘员,随后限力器在张力过载时适度释放,避免对人体造成压迫伤害。


◎ 电子控制系统则进一步提升响应精度,加速度传感器检测到碰撞信号后,ECU将触发预紧器气体发生器,实现安全带的快速收紧;


若乘员未系安全带,锁扣微动开关将通知ECU启动声光报警,部分车型还会限制发动机启动,系统还能与安全气囊联动,根据碰撞强度智能调节预紧力度和气囊展开时机,全面提升乘员保护效果。



随着电动汽车架构变化、传感器普及和AI系统进化,传统“静态”的安全带已开始显露局限。如果从单一的一个事故中,不同乘客由于体型、姿态与座椅角度的差异,实际受力状况可能天差地别,而传统安全带系统往往采用统一的负载限制逻辑,难以“个性化”响应。


沃尔沃的全新“多自适应安全带”,是一种很有趣的设计,将首次搭载于即将发布的EX60车型,核心机制是通过车载传感网络——包括外部雷达、摄像头、加速度计以及舱内乘员传感器——实时收集环境和人体数据,再结合AI算法动态生成最合适的约束力道与释放逻辑。


在严重碰撞中,体重较大的乘客可能需要更高的束缚力以避免惯性导致的头部伤害;而对于体型较小的乘客,在轻微事故中则需要更温和的力道,以降低肋骨骨折等次生伤害风险。


这套系统将传统安全带中的“负载限制器”从3种配置扩展至11种。每一种配置都针对不同人体参数、座椅姿态以及撞击方向进行微调,使得安全带不再是一件“通用防护装备”,而更像是每位乘客的定制防护方案。



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Part 2

数据与算法融合:

让“静态结构”具备智能演化能力



多自适应安全带的技术价值,不仅仅在于“调节力道”这么简单,更在于它打破了传统被动安全系统“预设参数”的思维范式。


借助实时数据输入与AI模型的演算能力,这种本质上为机械结构的部件,首次具备了“动态进化”的特征。


在系统运作逻辑中,传感器不仅会检测乘客体型、坐姿、座椅位置,还会分析交通状况、车辆状态与事故发生瞬间的加速度方向与强度。


算法将这些数据综合分析,在“眨眼之间”决定如何调整安全带的约束时机与力度,通过OTA(Over-The-Air)空中软件升级能力,这套系统还能不断迭代,吸收来自全球不同场景的碰撞数据,优化策略库,使得系统随时间愈发“聪明”。


这是沃尔沃与德国零部件巨头ZF合作开发的这项系统,甚至可以在未来通过算法识别特定风险模式:例如当检测到乘员坐姿不规范,或在极端侧撞、高速追尾等特殊情形下,主动调整保护策略,优先保障头颈、胸腔等关键部位的受力分布。


这种能力可扩展至整车生态:未来的车内安全系统将不再是静态结构堆叠,而是一套互联的、安全策略可动态组合的“全域防护系统”。


安全带的智能化也意味着它将成为车内主动与被动安全融合的关键一环,与气囊、座椅、安全气帘协同联动,打造出更灵活、更智慧的保护链条。




小结


被动安全系统正在向更精细、更智能、更个性化的方向演进。在当前智能电动汽车百花齐放的时代,动力、操控与智能座舱已成为品牌比拼的核心赛道,而安全,尤其是被动安全,常常被认为是“早已标准化”的部分,64岁的三点式安全带,也能在AI与传感技术的推动下焕发新生。



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评论
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