未來汽車座椅的發(fā)展方向探析

鮑曉明

【摘 要】本文力圖從汽車的發(fā)展趨勢出發(fā)，結合汽車座椅本身的特點，得出汽車座椅中長期的發(fā)展趨勢是輕量化和智能化。但輕量化和智能化都是建立在保證乘員安全前提下的輕量化和智能化。汽車座椅最重要的也是最核心的屬性依然是安全的結論。智能化，輕量化，舒適化必是其未來汽車座椅發(fā)展的方向。政府和行業(yè)現(xiàn)在必須加強在無人駕駛狀態(tài)下的測試項目和測試標準及測試標準的制訂和發(fā)布，及早的應對不久到來來的無人駕駛時代。

【關鍵詞】未來 汽車座椅 安全 智能 輕量

汽車座椅成本占整個汽車成本的5%，在整個汽車零部件系統(tǒng)排名第三。因此對于汽車的座椅未來發(fā)展的研究具有極其重要的意義。

汽車整車輕量化一直是行業(yè)的發(fā)展方向，自進入本世紀以來，輕量化的速度明顯加速，整車的平均重量較本世紀初已減重15%。據(jù)估計整車還有20%的減重空間，因此作為汽車重要組成的座椅不可能獨善其身，同樣面臨減重的嚴峻壓力。因此汽車座椅的輕量化在各個座椅廠商那里都如火如荼開展中。設計優(yōu)化，制造加工的能力的提升及新材料的應用是輕量化的三個方面。然而目前設計和制造無重大突破，新型輕質(zhì)材料的應用在這三大法寶中所取得的成績無疑更顯得要耀眼些。作為汽車座椅的先行者江森，佛吉亞，李爾無疑在輕量化的道路上較同行對手走在了前面。江森的江森自控CAMISMA項目在保證汽車座椅安全性能的前提下較傳統(tǒng)座椅減重40%；佛吉亞與羅地亞合作開發(fā)座椅，減重較常規(guī)座椅也超過30%以上。

現(xiàn)在新材料應用主要有高強度鋼，超高強度鋼；復合高分子材料；蜂窩材料；輕金屬材料，新型陶瓷材料等等。在不同的領域中都有比較成功的應用。但就現(xiàn)在國內(nèi)的工藝水平而言，鎂鋁合金等輕金屬材料因良好的材料性能在目前的座椅的輕量化競爭中處于優(yōu)勢地位。但是隨著生產(chǎn)工藝水平的提高，抗拉強度達到600MPa的高強度鋼，抗拉強度甚至達到900MPa的超高強度鋼必然更為企業(yè)所喜愛。因為它們不僅僅能夠達到輕量化的目的，更因為這些材料簡單易獲得，工藝成熟，可以使座椅的厚度減薄，給乘員帶來更好的乘車體驗。擁有“材料之王”的碳纖維雖然擁有良好的性能，但是由于其價格極其昂貴，只能在某些超跑豪車上偶露崢嶸。刷刷存在感。但如果其制造工藝一旦獲得突破，那么其所帶來的輕量化程度將會產(chǎn)生巨大的影響。

新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)甚至無人駕駛等未來汽車發(fā)展趨勢對汽車座椅技術發(fā)展都會產(chǎn)生一定影響。座椅及相關功能件的設計也會考慮更多前沿汽車技術。這是當前主流座椅企業(yè)致力于技術研發(fā)的重點。智能化技術無疑是在這些前沿技術里面提及最多的詞匯。

如何理解智能座椅呢？智能座椅目前的定義是具有某些類似人腦智能的車內(nèi)座椅，其工作原理是信號由壓力傳感器發(fā)出，中央控制系統(tǒng)接受并作用于蝸輪蝸桿傳動機構，同時檢測座椅上各個壓力傳感器接受信號，反饋到中央控制系統(tǒng)，并進行某些簡單運作。所以現(xiàn)在的自適應座椅逐漸為人所認識。目前的智能座椅在某些概念車上已經(jīng)有了實際的應用：

（1）自適應座椅。自適應舒適座椅可自動感知乘員體重和體型，識別乘員的身體部位，自動調(diào)節(jié)座椅內(nèi)部排列的一系列氣囊的形狀，以調(diào)節(jié)座椅外形及其各部分對人體的支持力，完全貼合每一位乘員的身體輪廓，減小脊柱的受力，達到最佳的舒適度。具體來說，自適應座椅根據(jù)人體工程學要求，將座椅分隔為二十個左右的平行小區(qū)域，在每個區(qū)域外安裝壓傳感器，用以敏感人體的體重、身高和身型信息，在每個小區(qū)域內(nèi)安裝氣囊，在每個氣囊的進氣口設置閥門控制開關，在排氣口設置安全閥（溢流閥）。在人員乘坐后，根

據(jù)不同部位的壓力不同，自動識別乘坐人的頭部、頸部、背部、腰部和髖部，根據(jù)系統(tǒng)中預設的“各身體部位壓力——舒適度——氣囊內(nèi)氣壓”模型（該模型由試驗測得），控制氣泵，自動調(diào)節(jié)各氣囊內(nèi)的壓力。當氣囊完美貼合人體各部位輪廓，并具有相應合適的壓力時，相應氣囊進氣口閥門閉合并鎖定，實現(xiàn)了座椅形狀的自動調(diào)節(jié)，在不更換座椅的情況下實現(xiàn)了個性化調(diào)節(jié)座椅尺寸和形狀的目的，達到最佳的力學舒適度。座椅可儲存乘坐人的個性化設置信息，當乘員對座椅某部位壓力不滿意時，可手動解鎖該區(qū)域的氣囊進氣口閥門，電動氣泵即對該對應氣囊進行充氣，實現(xiàn)了座椅的細節(jié)調(diào)整。如圖1所示。

（2）健康座椅。座位可以通過傳感器來讀取乘員的心臟和呼吸速率，從而了解乘員的睡眠、生活壓力狀況，利用目前大數(shù)據(jù)，云計算精準的知悉乘員的身體特征。當出現(xiàn)異常時，就將采取相應的按摩動作！雖然“自動”駕駛讓你解放雙手，但同時也可能讓你在車上更容易入睡。這個“自動健康椅”可以讓你即使在自動駕駛的汽車中，仍然保持冷靜和清醒，以防某些地方出問題如果座椅覺得你將要打瞌睡，就會立刻啟動“激勵程序”，也就是啟動強有力的按摩，并且加強通風，讓你“清醒”。如果它感覺到你已經(jīng)睡著了，就會在背后“戳”你，把你叫醒。如果它覺得你有些疲憊，或者壓力太大，就會給你來一套如清風拂面般溫柔的按摩組合，再將座椅加熱到最舒適的溫度。如圖2所示。

從以上我們不難得出，將來的座椅將從人體坐姿生理學和生物力學的角度出發(fā)，讓人們更加了解座椅對人們健康的影響，更加關注乘員的生理健康 ，實現(xiàn)座椅如何最佳適應人的目的。

近期出現(xiàn)的可變空間座椅也是未來座椅的一個方向。隨著將來無人駕駛時代的到來，汽車將不僅僅只是交通工具，更是人們的第四屏。因此汽車座椅必然要適應這個發(fā)展趨勢，因此滿足各個模式的座椅也就出現(xiàn)了。滿足一般要求的通勤模式，滿足日常生活的購物模式，滿足個性需求的私密模式，滿足工作狀態(tài)的會議模式

但在安全面前，不管是輕量化也好，智能化也罷，它們都要退而求其次。所謂的輕量化和智能化都是建立在保證乘員安全前提下的輕量化和智能化。汽車座椅最重要的也是最核心的屬性是安全，現(xiàn)今對于座椅的安全法規(guī)越來越嚴苛，并沒有因為汽車智能化、輕量化而把安全標準降低。在高速碰撞中，一部分沖擊能量會被車身吸收，剩余的沖擊人體的能量，則只能通過靠座椅來緩解。除非未來智能駕駛不再考慮安全性，然從整個趨勢來看，這一可能性不大，相反要求會更高，因為除了要接受各種速度各個角度的碰撞外，還要滿足各類姿勢的碰撞。無人駕駛是智能汽車發(fā)展的必由之路，而目前對于無人駕駛狀態(tài)下的法律法規(guī)尚不健全。如何適應這種發(fā)展趨勢，完善無人駕駛狀態(tài)下的法規(guī)保證乘員的安全是各大座椅廠商的必須面對的問題。

未來的座椅會怎樣？沒有人可以給出標準答案。但是從現(xiàn)有的行業(yè)和技術發(fā)展趨勢分析，我們完全可以相信安全，智能化，輕量化，舒適化必是其未來汽車座椅發(fā)展的方向。而且對無人駕駛狀態(tài)下的各項法規(guī)研究和制訂已經(jīng)迫在眉睫。同時這也在反推我們的政府和行業(yè)現(xiàn)在必須加強在無人駕駛狀態(tài)下的測試項目和測試標準及測試標準的制訂和發(fā)布，及早的應對不久到來來的無人駕駛時代。

參考文獻：

[1]趙亞輝.座椅的人機工程分析[J].2012（9）.

[2]魏濤.汽車座椅的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].2012（11）.