汽车安全气囊技术及其发展趋势分析

汽车安全气囊技术及其发展趋势

【摘要】本文简述了汽车安全气囊的发展过程，在探讨安全气囊基本原理、种类和国外应用现状的基础上，对国内安全气囊应用现状和发展特征进行分析，并提出了现有的问题和解决方法，最后介绍了汽车安全气囊的近年的技术进步和发展前景。

【关键词】安全气囊；发展；技术进步；汽车

1 汽车安全气囊的发展概况

1．1国外安全气囊的发展概况

1953年8月18日, 美国人约翰赫特里特获得了“汽车缓冲安全装置”的美国专利。他在1952年的一次事故后, 萌发了设计撞车安全装置的想法。在一次事故中,他为躲避一个障碍物而猛打方向盘,并进行制动,他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有一个更好的装置来保护乘员,两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人,这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。但是,由于当时技术水平的限制,还不能完全把这种想法或专利付诸实施。后来,德国默谢台斯公司开始实现这种设想,它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。而美国通用汽车公司首先采用现代气囊系统。从1985 年起,在全部供应美国市场的汽车上都安装了这种安全系统。随后,又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊[2]。

最初出现的安全气囊，在今天看来是过于简单:正面装有传感器，只有正驾驶位享有安全气囊，而副驾驶位对于来自侧面的碰撞，则束手无策。当美国参议院通过公路死伤减少条例，确认了安全气囊的作用后，美国政府规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座均应装备安全气囊，另外，还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊。

近十年来，双气囊已取代了单气囊，而且最新一代的智能安全气囊采用双级控制，即:如果碰撞强度低，则气囊只充气到总量的百分之七十，若碰撞的强度高，安全气囊则完全膨胀。当前世界上开发、生产汽车安全气囊较为成熟的国家有美国、德国、日本。目前国外生产的中高级轿车，大多数有安全气囊，有些轿车已将安全气囊列入必装件。在许多豪华汽车配置中，安全气囊技术被大量采用，有正面，有侧面，数量也由最初的一、二个，增加到八个甚至十个[3]。

1.2 国外安全气囊市场现状

全球各地区的气囊市场发展情况、发展程度不同。例如，北美、西欧、日本气囊市场已比较成熟，而巴西气囊的装配率还不到1/3。另外，正面碰撞气囊基本普及，而其在侧撞、滚翻、行人保护和儿童乘员保护方面的应用则是新的研究方向［12－16］[4]。在欧

洲，奥托立夫公司是主要的安全气囊供应商。在前驾驶员座、前乘客座、侧面和侧面帘状安全气囊市场占有率达40％～55％,其最大的客户是福特汽车集团，其次为雷诺、日产和其他的日本汽车制造商。除欧洲外，日本安全气囊龙头为高田公司（包括在德国的高田公司）和丰田的成员组织Toyoda Gosei。德国高田公司的主要客户有通用汽车、宝马、本田和戴姆勒·克莱斯勒。在美国，安全气囊领域的主要供应商为天合和德尔福，天合的客户为丰田、大众、戴·克、福特和通用等。天合在北美的市场份额为25％左右，德尔福在北美的市场份额为20％左右。

2.1 国内安全气囊应用现状

2.1.1 国内安全气囊的发展概况

在我国, 汽车安全气囊的起步较晚, 开始于九十年代。主要生产厂家: 石家庄久乐汽车安全设备公司、锦州锦恒汽车安全系统股份有限公司、锦州和昌汽车安全气囊有限公司、广东省珠海市生生赫达有限公司与西安庆华电器制造厂等等[5]。

我国最早研究开发汽车安全气囊企业之一:家庄久乐汽车安全设备有限公司,现已形成年产A型（驾驶位)、B 型（副驾驶位)安全气囊10万套的生产能力。石家庄久乐汽车安全设备有限公司开发、生产的久乐安全气囊, 采用了复式点火装置的智能电子式+机械式,更加提高了安全气囊的可靠性。久乐气囊独具黑匣子记忆功能,即可对撞车事故记录分析,并具有自检即安全气囊性能检查、计算机通讯等功能。其各项性能指标已基本达到国际先进水平。1996年底组建的锦恒汽车安全系统股份有限公司,近三年来先后与同行业领先的美国BREED公司、德国西门子约束系统公司和一汽集团长春汽车研究所等进行合作,并投资2500 万元人民币引进了美国BREED公司两条模块生产线,建成了具有世界先进水平的产品研发中心。目前，这家公司已开发了与富康系列轿车相匹配的单侧式安全气囊、与红旗系列轿车相匹配的双侧安全气囊等产品。投资1.5亿元人民币的二期技术改造工程已于2000 年9 月份开始。目前已达到单班年产三十万套安全气囊的生产规模, 是中国规模最大的汽车安全气囊生产基地。

锦州和昌汽车安全气囊有限公司是辽宁和昌汽车安全气囊集团的核心企业,是目前国内集汽车安全气囊科研、设计、生产、经营为一体的高新技术企业。和昌公司拥有过亿元总资产、8项安全气囊方面的专利技术和一批国家级专家。近期由该公司和清华大学联合开发的HCQ- 2型数字化汽车安全气囊智能控制器,通过了国家机械局的鉴定,被称为是涉及到实车碰撞理论、神经元、模糊数学以及实用数学等学科知识的、具有国际先进水平的产品。该公司还相继用桑塔纳、夏利、广东宏远大吉普车、山东荣城大吉普车、北京中华子弹头、富康、奥迪、红旗、北京吉普车等20几种车型与和昌气囊进行匹配,完成了实车、台车碰撞试验,试验规范和试验结果均符合美国FMVSS208和欧洲EEC和ECE标准[6]。

2.1.2 国内安全气囊市场现状

我国安全气囊市场连年增长，但增长速度趋缓。据汽车工业年鉴相关资料数据，2007年中国汽车销售879.5万辆，2008年汽车产销量突破900万，2009年突破1000万辆，2010 年汽车销售规模将达到1263万辆。与此相对应，2005年，我国安全气囊市场需求量为440万套，2006年汽车安全气囊气市场需求量为528万套，2007年汽车安全气囊气市场需求量为968 万套,到2010年我国安全气囊总需求量将达到2060万套。分析认为，我国安全气囊市场增长趋缓的原因主要有两个:一是我国汽车总量增长减缓的影响；二是我国安全气囊的普及率提高很快，普及增长的市场效果在迅速减退。2000年，我国平均每辆轿车安全气囊只有0.07个，2001年0.40个，2002年1.20个，2004年1.69个。目前，我国在中高档轿车上基本普及了安全气囊。今后我国安装气囊市场需求的增长，一靠汽车产量增长拉动，二靠单辆轿车安全气囊应用数量的增长。因此，我国安全气囊增速放缓是必然趋势[7]。