被动安全系统是汽车在交通事故中保护乘员免受伤害和减轻事故后果的安全装置。最常见的被动安全系统是安全带和安全气囊。

1.安全气囊

安全气囊保护乘员生命安全的工作过程是：在汽车发生碰撞后，迅速在乘员和汽车内部机件之间打开一个充满气体的袋子，让乘员与气袋而不是汽车内部机件相碰撞，并通过气袋的排气节流阻尼小孔吸附乘员的动能，使猛烈的车内碰撞得以缓冲，以达到保护乘员的目的。安全气囊主要由传感器、控制器、气体发生器、气袋等基本构件组成，如图6-11所示。

安全气囊的工作原理如图6-12所示。传感器感受到汽车碰撞强度并将其传给控制器，控制器进行判断并在适当时机发出点火信号触发气体发生器，气体发生器点火后迅速产生大量气体展开气袋。

图6-11 安全气囊的基本构件

图6-12 安全气囊的工作原理图

气袋的形式有两种：一种体积比较大，即使乘客不系安全带也能由安全气囊提供良好的保护作用，主要使用在美国市场，因为美国汽车安全法规对安全带的佩戴没有强制性要求；另一种体积比较小，与安全带配合使用，将安全气囊与三点式安全带共同组成一个乘员保护系统，使之达到最佳的乘员保护效果。这种气囊主要在欧洲市场应用，因为欧洲对安全带的佩戴有强制性要求。图6-13和图6-14为整车安全气囊布置及驾驶座和前乘客座安全气囊打开时的情景。

2.汽车智能安全气囊

汽车智能安全气囊就是在普通安全气囊的基础上另外增加一个传感器及与之相配套的计算机软件，该传感器根据乘员系好的安全带所处的高度位置数据，判断座椅上的乘员是儿童还是成年人，再由电子计算机软件分析和处理控制安全气囊的膨胀方向，使其发挥最佳的防撞作用。

图6-13 整车10位安全气囊布置

图6-14 驾驶座和前乘客座安全气囊

3.安全玻璃

安全玻璃有两种，分别是钢化玻璃和夹层玻璃。钢化玻璃是在玻璃处于炽热状态下使之迅速冷却而产生预应力的强度较高的玻璃，钢化玻璃破碎时分裂成许多无锐边的小块，不易伤人。夹层玻璃共有3层，中间层加厚一倍，韧性强并具有粘合作用，夹层玻璃被撞击破坏时，内层和外层仍粘附在中间层上，不易伤人，具有较好的安全性，现已被广泛采用。

4.预紧式安全带

其特点是在汽车发生第一次碰撞后、在乘员尚未来得及与车辆内部机件发生第二次碰撞前的瞬间，预紧式安全带会主动拉紧安全织带，将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。

预紧式安全带中的卷收器与普通安全带卷收器不同，它除了具有普通卷收器的收放织带功能外，还具有当车速发生急剧变化时，能够在0.1s或更短时间内提供给乘员绑定在座椅上的额外约束力，即具有预拉紧控制装置。

预拉紧控制装置具有多种形式，常见的预拉紧控制装置是爆燃式，由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。

5.汽车导航系统（GPS）

GPS是以全球24颗人造卫星定位为基础，向全球各地全天候地提供汽车位置、速度等信息的一种无线电导航和定位系统。GPS的定位原理是：用户接收卫星发射的信号，通过时钟校正、大气校正、卫星与用户之间的距离等参数的数据处理等程序，从而确定用户的精确位置。目前，民用GPS的定位精度可达10m以内。

汽车GPS导航系统由两部分组成，一部分为安装在汽车上的GPS接收机和显示设备，另一部分为计算机控制中心，两部分通过定位卫星进行联系。计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建的，它负责随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况。因此汽车导航系统有两大主要功能：一是汽车踪迹监控功能，只要将已编码的GPS接收装置安装在汽车上，该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图指示出它的所在方位；二是驾驶指南功能，车主可以将各个地区的交通线路电子图存储在软盘上，只要在汽车接收装置中插入软盘，显示屏上就会立即显示出该车所在地区的位置及目前的交通状态，既可输入要去的目的地，预先编制出最佳行驶路线，又可接受计算机控制中心的指令，选择汽车行驶的路线和方向。汽车GPS导航系统工作界面如图6-15所示。

图6-15 汽车GPS导航系统工作界面

6.智能钥匙

智能钥匙能发射出红外线信号，既可打开一个或多个车门、行李箱、发动机舱盖和燃油加注孔盖，又可以操纵汽车的车窗和天窗。更先进的智能钥匙只要驾驶人的手触到车门把手时，中央锁控制系统便开始工作，并发射一种无线查询信号，智能钥匙卡作出正确反应后，车锁便自动打开。需要发动车辆时，只要中央处理器感知智能钥匙卡在汽车内，发动机就会被操作而起动。

7.乘员头颈保护系统（WHIPS）

WHIPS一般设置于前排座椅。当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，使得整个座椅靠背都会随乘坐者一起后倾，以约束乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，同时靠背会后倾并最大限度地降低头部向前甩动的力量，有效地保护乘员的头部。

WHIPS座椅的椅背和头枕还会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止由于乘员头部向后甩动所引起的脊椎及颈部伤害。

8.发动机防盗锁止系统

由于汽车门锁具有一定的互开率，降低了汽车的防盗功能，因此人们开发了发动机防盗锁止系统。装有发动机防盗锁止系统的汽车，即使盗贼能打开车门也无法开走汽车。典型的发动机防盗锁止系统的工作原理是这样的：汽车点火钥匙内装有电子芯片（图6-16），每个芯片内都装有固定的ID（相当于身份识别号码），只有钥匙芯片的ID与发动机电脑的ID一致时，汽车才能起动，否则，汽车就会自动切断电路，使发动机无法起动。

9.防眩目后视镜

防眩目后视镜一般安装在车厢内，它由一面带有导电层和电化层的特殊镜面、两个光敏二极管以及电子控制器组成，如图6-17所示。电子控制器接收光敏二极管送来的车外前射光线和后射光线照射强度信号，如果车外照射灯光照射在车内后视镜上，即后射光线强度大于前射光线强度，电子控制器将输出一个电压到导电层上，光线越强，电压越高。导电层上的电压变化会改变镜面电化层颜色，电压越高，电化层颜色则越深，此时，即使再强的后射光线照到后视镜上，经防眩目车内后视镜反射到驾驶人眼睛上则显示为暗光，不会耀眼。

图6-16 带电子芯片的钥匙

图6-17 防眩目后视镜

镜面电化层根据后射光线的入射强度，自动持续变化电化层颜色，以防止眩目。当车辆倒车时，防眩目车内后视镜防眩目功能被解除，左、右外后视镜自动照射车辆侧后部的路面。

10.雨量传感器

雨量传感器暗藏在风窗玻璃后面，它能根据滴落在风窗玻璃上雨水量的大小来调整刮水器动作的快慢，因而大大减少了驾驶人频繁调整刮水器开关档位的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的档位来变换刮水器的动作速度，而是对刮水器的动作速度实施无级调节。它有一个被称为LED的发光二极管负责发送远红外线，当玻璃表面干燥时，光线几乎是100%地被反射回发光二极管，这样光敏二极管就能接收到很多的反射光线，此时，刮水器不工作。风窗玻璃上的雨水越多，反射回来的光线就越少，执行器带动刮水器的动作就越快。

11.高位制动灯

一般的制动灯装在汽车尾部的下端两边。当驾车人踩下制动踏板时，制动灯即亮起，发出红色光线，提醒后面的车辆引起注意。当驾车人松开制动踏板时制动灯即熄灭。

高位制动灯一般装在汽车尾部上端，以便后方高驾驶室的大型车辆能及早发现前方车辆是否实施制动，以防止发生汽车追尾事故。由于汽车已有下端左右两个制动灯，因此人们习惯上也把装在汽车尾部上端的高位制动灯称为第三制动灯。

12.ROPS四位一体防翻滚系统

所谓ROPS四位一体防翻滚系统是指当车辆将要发生侧翻、侧倾角度超过预先设定的角度时，位于后排座椅后的钢制抗滚架就会在液压支撑下迅速升起，与汽车车身A柱共同形成一个抗翻滚的保护空间。此时，预紧式安全带会主动拉紧乘员身体，防撞侧气帘也会快速弹出，四种被动安全系统协同工作以保护乘客生命安全。

13.安全返家与取车照明

前照灯延时及取车照明装置是考虑到夜晚停车回家和夜晚顺利取车时所设置的人身安全与方便性能。前照灯延时可以实现前照灯延时关闭的功能，便于驾乘人员借汽车前照灯光线照亮返家路面与环境；取车照明则便于夜间取车时，可以通过遥控器点亮内外车灯来照亮车身周围的路面及环境。

14.车身防撞技术及汽车碰撞安全的评价

所谓车身防撞技术是为了减轻汽车碰撞时乘员的伤亡，在设计车身时着重加固乘客舱部分，削弱汽车头部和尾部结构强度的一种安全技术。当汽车发生碰撞时，其头部或尾部被压扁变形并同时吸收碰撞能量，保护乘客舱不产生变形以保证乘员安全。

对于汽车碰撞安全的评价，世界上比较著名的有欧洲新车安全评鉴协会（简称Euro-NCAP）等安全评鉴组织，在我国，也有进行碰撞安全性能测试的安全评鉴组织——中国新车评价规程（简称C-NCAP）。

（1）欧洲新车安全评鉴协会Euro-NCAP是世界汽车界最具权威的安全测试机构，创始于1997年，由欧洲5个国家的政府倡导而诞生，其组成人员包括欧盟组织政府职能部门、业界专家学者以及高科技工程技术人员。该组织规定，凡属在欧洲地域销售的新车型车款，均需将所销售的车型车款提供给Euro-NCAP进行撞击测试。通过Euro-NCAP专业且严格的安全评鉴，为欧洲消费者购车选择提供科学的参考依据。(www.daowen.com)

Euro-NCAP成立以来，已陆续测试了超过165款欧洲畅销车款。此机构定期发布市场上销售的车型碰撞结果，并作出交通事故和伤亡数据统计分析，向汽车生产企业提供指导和改进建议。碰撞测试结果分一星到五星级（五星级最高），测试项目为正面撞击、侧面撞击、侧面圆柱体撞击、对行人保护能力和对车内儿童保护能力。

欧洲新车安全评鉴协会的徽标如图6-18所示。

Euro-NCAP组织作为不依赖于任何一家汽车厂商的中立组织，是汽车行业公认的权威汽车安全评估机构。Euro-NCAP的碰撞测试分两个基本项目：正面和侧面碰撞。正面碰撞速度为64km/h，侧面碰撞为50km/h。Euro-NCAP的碰撞测试成绩以星级表示：

5星：乘员严重伤害的概率等于或小于10%；

4星：乘员严重伤害的概率为11%～20%；

3星：乘员严重伤害的概率为21%～35%；

2星：乘员严重伤害的概率为36%～45%；

1星：乘员严重伤害的概率大于46%。

一般认为，某个车型在Euro-NCAP的碰撞测试时得到5星级成绩就算表现优异，而4星级成绩则表示可以接受，3星及3星以下的碰撞测试成绩表明此款车型在安全性方面具有缺陷而不能被用户接受。

表6-1所示为2009年至2012年Euro-NCAP所评鉴的五星级汽车车型一览表。

图6-18 欧洲新车安全评鉴协会徽标

表6-1 2009年至2012年Euro-NCAP所评鉴的五星级汽车

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Euro-NCAP在测试中发现，一些中低价位的车型，碰撞安全等级已可以和高级昂贵车型相抗衡，因此呼吁消费者购买新车时，注意查阅Euro-NCAP撞击测试结果，优先挑选五星级车型，并向经销商要求配装ESP，坚持为儿童加装ISOFIX座椅绑定系统。

（2）中国新车评价规程（C-NCAP） C-NCAP是将在市场上购买的新车型按照比我国现有强制性标准更严格、更全面的要求进行碰撞安全性能测试，评价结果按星级划分并公开发布，旨在给予我国消费者客观的车辆信息，促进企业按照更高的安全标准开发和生产产品，从而有效减少道路交通事故的伤害及损失。C-NCAP要求对一种车型进行车辆速度50km/h与刚性固定壁障100%重叠率的正面碰撞（图6-19）、车辆速度56km/h对可变形壁障40%重叠率的正面偏置碰撞、可变形移动壁障速度50km/h与车辆的侧面碰撞等三种碰撞试验，根据试验数据计算各项试验得分并汇总，由总分多少确定星级。评分规则非常细致严格，最高得分为51分，星级最低为1星级，最高为5星级。图6-20为C-NCAP评定车辆碰撞实验时用的假人。

图6-19 正面碰撞示意图

图6-20 碰撞评定时用的假人

C-NCAP的诞生，对中国的消费者是一件幸事，是推动我国汽车技术发展创新的催化剂。可以预见，今后每次C-NCAP的结果发布都将是对企业与产品的评价和考验，是促进企业提高产品安全性能的动力。C-NCAP的正式推出，也将使社会公众对汽车安全的关注达到新的高度。

C-NCAP的碰撞测试成绩以星级表示：

★★★★★五星级，分数33～40分，表示乘员严重伤害的概率小于或等于10%；

★★★★四星级，分数25～32分，表示乘员严重伤害的概率为11%～20%；

★★★三星级，分数17～24分，表示乘员严重伤害的概率为21%～35%；

★★二星级，分数9～16分，表示乘员严重伤害的概率为36%～45%；

★一星级，分数1～8分，表示乘员严重伤害的概率等于或大于46%。

（3）丰田GOA车身 丰田GOA车身的核心技术是具有高强度乘员舱和具有高效吸收冲击能量的车身结构，GOA车身的基础来自于经典的“吸能分散”概念。

满足“吸能分散”原则的车身结构需要优化设计，同时在车身结构部件上，还需要采用高强度钢板，以起到抑制变形和传递能量的作用。图6-21为凯美瑞汽车车身前部构件结构图，图中不同颜色的车身构件表示不同强度级别的高强度钢板。

（4）日产ZONE BODY技术 日产Zone Body区域车身也体现了“碰撞能量分散与吸收”的原理，通过车身结构的优化使得碰撞时产生的能量可以沿着预设的方向向车身分散吸收，如图6-22所示。

图6-21 不同强度级别的高强度钢板

图6-22 碰撞能量分散与吸收原理

日产新天籁的车身底板增加了6条由超高强度钢材制成的分散轨道，以确保撞击能量的快速分散与吸收，从而大幅度降低对乘员舱的冲击，使乘员舱在汽车碰撞时不会发生严重的变形。同时，新天籁的前围板、侧围板、A柱、B柱、底板加强横梁等关键车身部件均采用550MPa屈服强度以上的超高强度钢。

（5）本田ACE车身 本田ACE结构的核心在于前部吸能区设计的两个独特的Y字形结构，它可以有效地将正面撞击的能量进行均匀分配，将冲击力更好地吸收到车辆上部和下部的车身结构中，并进一步将碰撞冲击力沿着车身结构分散和消化。

本田思域的车身底板配备了6条由590MPa高强度钢材制成的分散轨道，确保撞击能量能够快速分散与吸收，并且受力较大的前纵梁分散轨道的末端与后部车身的侧围相连，起到消化、分散碰撞冲击力的作用。