二、正面碰撞-吸能策略

1、Model 3吸能策略整体思路是前段轴向压溃，后段弯折变形（如图7）。

2、吸能盒为主要吸能区，长度达到了230mm，远高于同类车型，变形模式为轴向压溃，其前防撞梁吸能盒设计考虑了不同平台的拓展，采用模块化设计可对应不同前悬碰撞，同时吸能盒断面采用“田”字型铝材，抗弯能力强，在轻量化的同时能确保吸能盒轴向充分压溃。

3、纵梁变形模式区别于国内传统车型，主要为折弯变形，通过布置三个折弯点达到吸能作用，折弯通过纵梁的特征及加强板的形状来控制。

                      图7 Model3前机舱吸能策略示意图

4、Model 3的纵梁采用较为普通的薄壁梁结构，但纵梁的结构和材料进行了优化设计。

1）首先model 3的纵梁截面尺寸加大（如表8），高于同等整备质量的车型，使得纵梁的截面系数达到较高的水平。

2）其次，如图9所示，纵梁内外板及加强板材料采用了超高强钢及热成型钢，提升了纵梁的单位截面力，对应高速碰撞中纵梁的折弯，即正面碰撞中纵梁截面强度也高于对比车型，确保了纵梁的吸能比。

3）截面尺寸加大的同时会导致重量的提升，为此Model 3纵梁内外板均进行了减薄处理，保证了整车的轻量化。

                    表8 前纵梁前段截面尺寸对比表

图 9

5、纵梁因避让轮胎包络采用了外八字设计，正面和偏置碰撞过程中纵梁根部易内倾折弯，Model 3把crossmember布置在最薄弱的根部（如图10），与左右纵梁形成环形结构，与侧支撑梁相互支撑，控制前机舱纵梁的折弯趋势。

1）侧支撑梁采用了更为结实的“三角形”腔体结构，保证纵梁有效传力至门槛梁。

2）Model 3在前机舱碰撞受力位置空腔填充CBS发泡材料，增加强度提升刚度的同时传递碰撞力，并降低噪音，提升轻量化，总重量仅0.02kg。

                             图10 纵梁根部结构图

6、前围板下部独特的设计是model 3区别于传统车型的一个亮点，三角型腔体可使地板尽可能向前延伸，加大电池容量的同时也给电池包提供安装点（如图11），腔体斜面均采用热成型钢材，提升了碰撞强度。但这种设计也带来了一定弊端，因布置占用了轮胎空间，所以前围板整体后移避让，前排人体及人体脚部空间随之后移，最终导致Model 3轴距虽然长，但是后排乘坐空间并不突出。

                          图11 前围板下部结构图

                     表12 Model 3与其他车型前围下部尺寸对比

7、在整个碰撞过程中，副车架吸能作用是必不可少的。

1）首先副车架与车体安装部位采用了可脱落结构，如图13所示，碰撞过程中副车架可及时与车体分离，减少对纵梁变形的干扰，使纵梁变形更充分，预估四驱时，副车架脱开会拉动电机向下运动，减少电机对乘员舱的挤压。其次在副车架臂正反两个方向均设计了压馈筋，通过特征的形状来控制副车架折弯。

2）副车架这种设计保证了正面高速碰撞中的电池安全，避免副车架直接挤压电池包和高压附件装置。

3）如图14所示，转向系统在碰撞过程中，先向后溃缩，然后向下弯曲的变形形式避免了碰撞力直接向后方传递，造成方向盘后退过大。

                   图14 正面碰撞转向系统变形示意图

4）如图15所示，转向管柱带中间轴总成设计有三级溃缩结构，溃缩行程达93mm，以减轻车辆碰撞对驾驶员的伤害：中间轴为第一级，在碰撞过程中通过万向节产生形变，并向后溃缩，避免碰撞力直接向后传递造成方向盘后退伤害驾驶员。车辆碰撞时，驾驶员受惯性力前倾，方向盘受一定撞击力诱发转向管柱第二级溃缩生效；随着方向盘受到的撞击力增加，转向管柱从二级溃缩升级至三级溃缩。

                图15 转向系统溃缩结构示意图正面碰撞-吸能策略