电车比油车更安全？！

大家都知道，电动车在发生严重碰撞时有可能殃及电池，并导致电池发生自燃。一旦电池发生自燃，基本是不可抢救的。所以厂家在设计电动汽车时，会采用大量的加强结构来保护电池。

也正是由于电动车使用了大量的安全结构和材质，所以在中保研、IIHS等安全机构的碰撞测试中，电动车屡次刷新最高安全纪录。不过，安全评价机构并没有因此感到欣慰，因为随着电动车的快速普及，油车和电车在道路上相互碰撞的几率也更高了，而当两者发生碰撞时，油车很可能处于劣势地位......

之所以电动车的安全性能会引起相关机构的注意，主要是因为随着电池容量增加，电动车的重量正在大幅上升。比如同样是4.7米车长的轿车，特斯拉Model 3后驱版的整备质量为1760kg，而1.5T顶配速腾的重量也不过1418kg，二者相差接近350kg。

要知道，特斯拉Model 3在同级电动车中还算比较轻的。比如车长与速腾接近的比亚迪海豹EV，它的最低配版本重量也有1885kg，比速腾重了470kg。

上过初中的朋友应该知道，运动的物体都具有能量，这种能量被称为动能。在物理定律中，动能=0.5x质量x速度的平方（Ek=0.5×M×V ²）。根据动能公式可知，在速度不变的情况下，更重的物体必然具有更大的动能。因此在车身安全设计中，设计师们必须要先计算撞击的能量，然后再对车身材料和结构进行优化。而撞击能量=动能，也就是说，更重的车具有更大的撞击能量。

关注汽车安全性能的朋友都知道，安全评价机构会定期对新车进行碰撞测试，其中比较出名的就是IIHS/中保研。在IIHS/中保研的正面碰撞测试中，最难的项目就是正面25%偏置碰撞，能在这个项目中拿到G的评价，说明车头的吸能效果和车身的强度都做得很好。

上：E-NCAP / 下：IIHS

与其它安全评价机构测试方式不同的是，IIHS/中保研正面碰撞的对象是“刚性壁障”，而E-NCAP则是“变形壁障”。两者的不同之处在于，IIHS/中保研的刚性壁障强度极高，所以碰撞时壁障不会产生变形，也不会吸收车身的撞击能量；而E-NCAP的壁障通过变形，吸收了一部分汽车的撞击能量，车身需要吸收的撞击能量自然更少一些。

而根据“牛顿第三定律”可知，力是相互作用产生的，并且作用力和反作用力大小相等、方向相反。那么车辆撞击壁障的时候，壁障会对车身施加大小相等、方向相反的反作用力。由于壁障几乎不能通过形变吸能，所以这股反作用力就会全部施加到车身上。

由于在碰撞测试中测试速度是恒定的，根据动能=0.5x质量x速度的平方（Ek=0.5×M×V ²）的公式可知，刚性壁障施加给汽车的反作用力大小只由【汽车重量】决定。因此可以得出一个结论，那就是汽车越重刚性壁障施加给车身的反作用力越大。

因为电车重量大、动能大，再加上碰撞中施加给车身的反作用力也更大，所以电车在正面碰撞时需要特意加强车头的吸能区。同时，为了防止车身碰撞时变形殃及电池，电车的车身整体强度也会做得特别高。

在车身的设计中，吸能区相当于一个可以压缩、但不会回弹的部件，因此吸能区可以降低碰撞速度，从而减少碰撞事故对乘员造成的伤害。另外，根据车身重量的不同，吸能区的软硬程度也是需要进行调整的。一般来说，重量越大的车吸能区要做得比较硬，而重量越小的车吸能区应该做得比较软，这样才能起到更好的吸能效果。这意味着，电动车的车身、车头都会做得比燃油车“更硬”。

关于重量大小对汽车安全性的影响，其实IIHS早就做过试验。2019年，IIHS将获得G评价的中型、紧凑型、小型车进行了两组对撞测试。第一组为2015款丰田亚洲龙对撞2018款 Yaris iA；第二组为2016款起亚索兰托对撞2018款起亚K3。

左：Yaris iA / 右：亚洲龙

首先是中型轿车丰田亚洲龙和小型轿车Yaris iA进行正面偏置碰撞，从测试结果可以看到，Yaris iA的车头一侧吸能区完全溃缩，甚至连A柱也发生了弯折。而亚洲龙车头吸能区溃缩程度较小，A柱也保持完整。

左：K3 / 右：索兰托

接下来是中型SUV起亚索兰托与紧凑型轿车起亚K3进行碰撞，K3虽然A柱没有明显弯折，但车头一侧基本完全溃缩，并且前轮与车门之间的前立柱向车厢挤压，已经危及到驾驶员的安全。相比之下，索兰托状况就非常好，它的车头根本没有完全溃缩，所以A柱完好无损。

从两组对撞测试的结果可以看到，安全评级只有在尺寸、重量相当的车型上才有可比性。比如，2018款K3曾获得TOP SAFETY PICK+ 顶级安全评价，但与重量、尺寸更大的索兰托对撞时，K3根本没有招架之力。

其实从物理力学角度来解析，这样的结果也是必然的。首先根据牛顿第三定律可知，作用力和反作用力的大小相等、方向相反。也就是说，重量大的车跟重量小的车发生碰撞时，两者的反作用力其实是一样大的。这时由牛顿第二定律可知，力=质量x加速度（F=m×a）。在两车对撞时，大小相同的反作用力同时施加在不同重量的车上，那么质量就跟加速度成反比了，也就是加速度=力÷质量（a=F÷m）。

于是，更重的大车与更轻的小车发生碰撞时，小车的车速会迅速降低，甚至可能往后倒退，而大车的车速只是小幅降低。如上图所示，重量1吨的轿车和重量3吨的卡车，两者都以20m/s的车速对撞。在发生碰撞后，卡车的速度从20m/s降为10m/s，而轿车的速度从20m/s降至-10m/s，发生了倒退，这就是相同的反作用力施加到不同重量的车上产生的不同效果。

前面提过，目前主流电动车的重量普遍大于同级别燃油车，有的甚至比油车重三分之一。所以两者发生碰撞时，重量轻的油车必然会产生更多的加速度变化，乘客更容易受伤，而更重的电动车加速度变化更小，乘客承受的伤害更低。

上：Q8 / 下：e-tron

如果把电动车更高的车身强度、更硬的吸能区设计也考虑进来，那么安全性能差距会更大。比如在E-NCAP的柱碰中，车重2565kg的奥迪e-tron，车身侧面只是轻微的变形，而重2220kg的奥迪Q8，车身侧面变形程度却更大。所以电车与油车发生对撞时，油车更软的车身会变成电车的吸能区，并且导致油车的车身严重受损，甚至危及到车内乘客的安全。

随着长续航的电动车SUV、皮卡问世，电动车的重量还在大幅攀升。在国内，刚刚上市的猛士917，重量高达3.3吨，而雷克萨斯LX600，重量仅为2.59吨，前者重了27%。

在皮卡阵营中，采用3.5T V6动力的福特F-150猛禽重量为2.65吨，而尺寸更小的悍马EV重量却高达4.1吨，重了55%。要知道，主流燃油车重量基本在2吨以内，甚至一些紧凑型燃油车重量只有1吨出头。而如今，哪怕是车长只有4.1米出头的比亚迪海豚，重量也达到了1.4吨，比同级别的本田飞度重了足足300kg。

重量的差异会直接影响到车辆发生事故时的安全性，早期美国交通事故研究数据显示，车内乘员的死亡率与汽车重量成反比。当汽车的重量之比达到2时，车内乘员的死亡率之比为1：11.5。我们可以将这个数据简单理解为：一辆1吨重的车在与2吨重的车发生碰撞事故后，车内乘员死亡的概率要比对方高10倍不止！因为，如今大量“超重”的电动车行驶在马路上，对于“轻量化”的燃油车来说无疑是一种威胁。

正因如此，在设计电动汽车时，厂家的工程师也应该要更多地关注汽车重量差异。对于更重的电动车来说，不应该只考虑如何拿到安全评价机构的满分评级，还应该要考虑如何保护重量更轻的油车。具体来说，电动车应该要在车头增加较软的吸能区，避免与燃油车发生碰撞时，导致对方车内乘员的严重伤害。

无论是电动车还是燃油车，只要重量和尺寸更大，那么在双车对撞中都会具有一定的优势。但是要知道，一味地增加车重并不是好事，随着车重的增加，汽车的能耗会大幅提高，同时生产汽车也需要耗费更多的资源。从驾驶的角度来看，车重会拖累汽车的动态性能，对于刹车、悬挂、轮胎的负担也要更高。正因如此，无论是电动车还是燃油车，在设计研发时不仅仅要考虑车辆的性能、续航、空间等指标，还得结合重量、安全性等维度进行综合考虑，这也是为什么汽车不是随随便便谁都能造的原因了......