安全气囊市场调研及实证分析*

申 婷 魏孟媛 刘 芳 袁志磊 薛文良 汪玲玲

1. 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海 201620；2. 上海出入境检验检疫局，上海 200135；3. 东华大学研究院，上海 200051

安全气囊市场调研及实证分析*

申 婷1魏孟媛2刘 芳2袁志磊2薛文良1汪玲玲3

1. 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海 201620；2. 上海出入境检验检疫局，上海 200135；3. 东华大学研究院，上海 200051

对安全气囊市场进行调研，包括安全气囊的类型、组成和工作原理，分析当前汽车安全囊市场及相关检测情况，总结汽车安全气囊存在的问题及今后的发展方向。

安全气囊，市场，调研，分析

在一辆汽车的舒适、美学、速度、里程、耐用性、安全及效能等因素中，安全是驾驶员和乘客首要考虑的。安全气囊作为与安全带配合使用的汽车辅助安全装置，在近20年里得到了显著发展。1996年，超过1 500万辆汽车装备了驾驶气囊和乘客气囊[1]212。根据2012年全球产业分析公司的报道，全球安全气囊市场预期在2017年达到47 400万套，其中侧面碰撞气囊成为其增长最快的部分[2]。安全气囊的快速发展归功于汽车产业的发展、相关法规的成熟及司乘人员安全意识的提高。根据大量交通事故统计数据分析，在碰撞事故中，安全气囊与安全带正确配合使用，对司乘人员的有效保护率可达60%；若单独使用安全带，对司乘人员的有效保护率降低为43%～49%；如果仅使用安全气囊，对司乘人员的有效保护率只能达到18%[3]。本文主要对上海奥托立夫汽车安全系统有限公司及上海天合汽车系统有限公司的安全气囊的市场调研情况进行分析与总结。

1 安全气囊的类型

安全气囊按其安装位置及其对人们的保护部位，可分为正面碰撞气囊(驾驶侧气囊、前排乘员侧气囊)、侧面碰撞气囊(前后座胸部侧撞气囊、侧边头部气帘)、膝部气囊、行人保护气囊、气囊式安全带及安装于车厢底板下的制动气囊[4]109-110。

1.1 正面碰撞气囊

驾驶侧气囊安装在汽车转向盘内，受限于转向盘的大小，其容积为30～60 L。前排乘员侧气囊安装在仪表控制盘内，其容积为90～150 L[1]217。

1.2 侧面碰撞气囊

侧面碰撞中因司乘人员的身体和头部与车门、车篷、车窗或B柱碰撞而造成的人员死亡率达20%，仅次于正面碰撞。使用侧面碰撞气囊可减少37%的死亡率[1]218。侧面碰撞气囊将司乘人员和碰撞区域隔离，从而降低碰撞风险。

1.3 膝部气囊

膝部气囊通常安装在驾驶侧与前排乘员侧，用于约束碰撞中司乘人员的膝盖及腿部前移而达到保护目的。中高档车型通常装配有膝部气囊。

1.4 行人保护气囊

行人保护气囊安装在发动机盖后方。当汽车在车速低于50 km/h的情况下与行人发生碰撞时，行人保护气囊会自动打开，用于减缓行人身体及头部与汽车的挡风玻璃、A柱的撞击力度[5]。这种气囊在2012年沃尔沃发布的V40上有装配。

2 安全气囊的组成与工作原理

安全气囊系统主要由传感器、电子控制装置、气体发生器和气袋等部件组成。在汽车行驶过程中，传感器感受加速度等相关信息并传送给电子控制装置，电子控制装置对这些信息进行分析、判断。当碰撞强度达到安全气囊点爆条件时，电子控制装置向气体发生器发出点火信号；气体发生器点火爆炸后产生大量气体充满气袋，膨胀的气袋将司乘人员的头部和胸部与车内物体隔开；当司乘人员与气袋发生接触时，气袋背面的排气孔发挥阻尼作用，吸收碰撞惯性动能，从而起到保护作用[6]。

2.1 传感器

传感器主要用来检测和传递车辆的运动信号，有机械式、电子式和机电式三类。安全气囊系统一般装有2～4个传感器，主要分布在前排左右侧挡泥板、前保险杠中间及车身内。

2.2 电子控制装置

电子控制装置通常集成在微计算机中。当汽车发生翻滚或碰撞时，电子控制装置接收传感器传递的车身运动信号，通过计算分析后决定相关气囊的工作情况，即是否发出点火信号。由于碰撞情况复杂多变，要求电子控制装置能够迅速做出准确判断，精确控制点火时刻[7]。

2.3 气体发生器

作为安全气囊系统的核心部件，气体发生器的性能对气袋的打开质量起着关键作用。要求气体发生器在30 ms内产生气体并充满气袋，同时产生的气体对人体无害且稳定可靠。

2.4 气袋

气袋采用尼龙66织造而成，其内表面涂覆硅胶涂层用于密闭气体。但气袋本身不密闭，其顶部或背面通常有2～4个排气孔。气袋膨胀开至与人体接触时，内部气体从排气孔排出，以缓解对人体产生的压力。气袋的容积因安装位置不同而不同；对同一安装位置的气袋容积，欧洲和美国的要求也不相同。气袋的展开方向可分为向内和向外，驾驶侧气囊一般向内展开，前排乘员侧气囊一般向外展开。

3 安全气囊的检测

我国目前仅有推荐标准GB/T 19949—2005《道路车辆 安全气囊部件》对术语及安全气囊模块和气体发生器总成的试验方法和条件做了规定[8]，而欧美、日本等发达国家和地区早已将其作为强制性法规加以实施。我国亟待出台安全气囊的相关标准[9]。但在1999年由原国家机械工业局发布的规则CMV-DR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》间接地对安全气囊在车辆上的配备提出了要求，此规则等效于欧洲的ECE R94《前方碰撞乘员保护》。由于安全气囊种类多、加工程序复杂、技术水平要求较高，各企业都有自己的相关标准。国内相关企业数量少，且多为加工企业，为有关标准的制定增加了难度。

3.1 安全气囊织物的检测

动、静态透气性测试，顶破强力测试，抗抓强度测试，阻燃性测试，抗老化性能测试，ELV(铅、汞、镉、六价铬等有害物质)检测，甲醛挥发量测试等。

3.2 安全气囊模块的检测

坠落试验，机械冲击试验(-35、28、85 ℃)，粉尘试验，温度-振动试验，湿热循环试验，盐雾试验，光照试验，湿度冲击试验，静态展开试验(-35、28、85 ℃)，压力容器试验(-35、85 ℃)，气袋试验(气袋容积、织物渗透性、织物外观检查、接缝强度、织物强度、织物抗撕裂强度)等[9]。

4 安全气囊行业现状及发展

1953年，安全气囊起源于美国，最早应用在飞机上；20世纪80年代，德国将这项技术应用于民用汽车，并出台了相关法规；20世纪90年代，发达国家已将安全气囊作为汽车的标准配置[10]。如今，随着汽车行业的发展，发展中国家和地区的安全气囊市场需求逐步增大，如中国、南美、东南亚及印度等，使得安全气囊产业呈现不断增长的趋势。目前，全球五大安全气囊生产厂商为Autoliv、Takata、TRW Automotive、TG、Delphi，其中Autoliv独占40%的市场份额[1]214。

我国在安全气囊方面起步较晚，直至20世纪80年代才有相关引进，但发展速度较快。我国安全气囊市场逐步增大，但用于安全气囊生产的零配件尚难以做到自给。另外，Autoliv、Takata、TRW Automotive等国外厂商均在我国设厂，其市场占有率远高于国内厂商，已不断渗入国内整车装配生产领域。

目前国内从事安全气囊织物生产的主要有东方久乐、锦州锦恒、辽宁和昌、华懋(厦门)新材料科技股份有限公司、可隆(南京)特种纺织品有限公司、东丽(中国)投资有限公司、江阴杜奥尔汽车用纺织品有限公司。其中，华懋(厦门)新材料科技股份有限公司是国内规模最大的安全气囊织物生产企业。

安全气囊在为司乘人员提供安全保障的同时，其自身尚存在不容忽视的问题。2014年，国家质检总局发布的车辆召回信息中，涉及安全气囊的有23起共36款车型；在安全气囊质量投诉方面，中国质量万里行收到41例，并有多起涉及交通事故[11]。安全气囊存在的主要问题：(1) 传感器只对碰撞时产生的减速度进行检测，但无法检测与人体的动能和动量密切相关的司乘人员的体重，而碰撞造成的伤害程度与人体的动能和动量有关；(2) 气囊误点爆或不能正常点爆；(3) 气囊点爆时会对妇女、儿童等身形矮小乘员造成伤害；(4) 气囊点爆会产生高温气体及有毒有害物质等[4]110。

以上问题的显现预示了今后安全气囊的发展方向：智能化、环保化、全方位。智能化即运用传感器与控制系统，对司乘人员的身形、体重、位置和安全带的使用状态进行检测，从而判断气囊的点爆状态和程度；环保化即气囊小型轻量，释放出的气体无毒无害；全方位即保证在各种碰撞或翻车状态下，安全气囊提供司乘人员甚至行人多方位的保护。

5 结语

首先，国内对汽车安全设施的需求量相当可观，但大部分被外资或合资企业占领，国内企业要加大科研力度，实现技术创新，提高气囊的安全系数；其次，相关政府部门要加快相关标准的制定，使得气囊的加工生产更加标准化，提高国内企业的加工水平；最后，消费者应提高使用安全设施的意识，目前我国气囊的配置率仅有70%，相关部门应加大立法力度，使其尽可能达到100%使用正规厂商提供的安全配置，提高安全系数。

[1] NAYAK R, PADHYE R, SINNAPPOO K, et al. Airbags[J]. Textile Progress, 2013, 45(4): 212-226.

[2] JOSE S. Automotive airbags: A global strategic business report [EB/OL]. [2012-04-18]. http://www.prweb.com/releases/automotive_airbags/side_impact_airbags/prweb9415480.htm.

[3] 谷兆琳. “囊扩”安全 全面了解汽车安全气囊[J]. 汽车消费报告，2013(11)：130-134.

[4] 李诗芯. 汽车用安全气囊的工作原理与存在的问题[J]. 价值工程，2014(33)：109-110.

[5] 汽车之家. 从引擎舱弹出 沃尔沃发布行人安全气囊[EB/OL]. [2012-03-09]. http://www.autohome.com.cn/news/201203/304934.html.

[6] 刘晶郁, 李晓霞. 汽车安全与法规[M]. 北京: 人民交通出版社, 2005: 97-99.

[7] 林辉. 被动安全系统ECU的开发[J]. 汽车与安全, 2009(1): 63-65.

[8] 全国汽车标准化技术委员会. 道路车辆 安全气囊部件:GB/T 19949—2005[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006.

[9] 扬中市科学技术协会. 汽车安全气囊标准体系亟待完善[EB/OL].[2015-07-01]. http://www.zjkx.org.cn/a/kepuzhuanlan/kejijujiao/kejiqianyan/2015/0701/115861.html.

[10] 张良华. 汽车安全气囊技术应用分析[J]. 通讯世界, 2015(8): 215-216.

[11] 中国质量万里行. 2014年汽车投诉: 你的车上榜了吗？[EB/OL]. [2015-02-05]. http://www.nbd.com.cn/articles/2015-02-05/896022.html?all_page=true.

Survey and instance analysis on the market of airbags

ShenTing1，WeiMengyuan2，LiuFang2，YuanZhilei2，XueWenliang1，WangLingling3

1. Key Laboratory of Textile Science & Technology, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620, China;2. Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shanghai 200135, China；3. Research Institute, Donghua University, Shanghai 200051, China

The market of airbags was surveyed, including their types, composition and principle. The current market of airbags and related inspection situation were analyzed, and the problems existing in airbags and the future development direction were summarized.

airbag, market, survey, analysis

*国家质检总局科技计划项目(2015IK239)；上海市技术性贸易措施应对专项(14TBT002)

2016-11-27

申婷，女，1993年生，在读硕士研究生，研究方向为纺织品检测技术及其质量评估

薛文良，Email: xwl@dhu.edu.cn

文献标志码：A 文章编号：1004-7093(2016)12-0031-03