因為最近在新聞媒體上有看到內地有一台特斯拉車輛，高速行駛撞擊車輛後在空中翻轉的八圈之後落地， 車輛面目全非嚴重損毀， 可是車上兩個人只有輕傷。
讓人不經懷疑， 特斯拉電動車真的耐得住重大撞擊嗎？
Image Source: Yahoo NEWS
電動車沒有傳統汽油車的引擎、變速箱、油箱，取而代之的是馬達與高壓電池。
而原本引擎室內的各機械元件也改為電子式的配件，不僅能源效率更高，因體積更小，機械結構更精簡，騰出的空間便可作為儲物空間或是強化車身結構用。
目前的電動車跟燃油車在構造上截然不同， 油車因為車上搭載了汽油內燃機驅動引擎變速箱、進氣排氣系統、而大部分的這些零件都是交前引擎室裡。
電動車相對簡單而是利用馬達、電池、電控系統、變流器來取代這一些複雜的內燃機零件。 那這些配置的改變，對車輛的安全上是否有受到影響。
我們來分享一下Tesla Model Y的車身結構分析，為什麼特斯拉這麼安全！
車身結構
我們挑選安全模範生Volvo車款中與Model Y同級的XC60來做比較。
從Euro NCAP的測試數結果來看，兩款測試的車輛與台灣消費者實際購買的車輛是來自同一個工廠。
兩款車在尺寸上相仿，車長都是約4.7m的中型休旅車，Tesla Model Y在純電動車的架構卻比Volvo XC60輕了175kg。
在這樣特條件下可以達到相近的5顆星撞擊測試成績！
Volvo XC60 – 產地：瑞典Torslanda工廠
Tesla Model Y – 產地：德國柏林Giga Factory
同級車車重參考
Tesla Model Y Long Range – 1,979kg
Volvo XC60 Plus Recharge T8 – 2,154kg
Volvo XC40 Recharge Ultimate Twin Motor – 2,145kg
BMW X3 xDrive30i – 1,810kg
Mercedes GLC 300 4MATIC -1,925kg
Mercedes EQB 300 – 2,165kg
特斯拉獨家的車體生產工藝Giga Press，可以將一整輛電動車複雜的車身結構簡化成單一鑄造件，和傳統造車約需 400 個零組件相比，大幅度縮小生產時間和成本與複雜度。
Tesla的 Giga Press (世界最大車身壓鑄機) 壓鑄機，以Tesla柏林超級工廠所生產的Model Y為例，所採用的Giga Press鎖模力為5,500噸、機器重量達430噸、整台設備跟房屋一般大小。
2020年上市的Model Y沿襲Model 3的基本骨架，但將部分底盤結構件透過鋁壓鑄製程進行一體化，使其每輛車減少了79個零組件。
Image Source: 經濟部產業技術司
一體式壓鑄底盤製程的主要優點是減少焊接以及降低他組裝成本，並提高產品準確性&車輛結構安全。
從下圖可以看到車室被超高強度鋼(UHSS)完整包覆，高達800MPa的極限抗拉強度(Tensile strength)，提供堅實的車身結構，提高車身被動安全。
Image Source: Tesla Model Y Collision Repair Procedures Manual
再來觀察車身頂部兩組橫梁分別使用超高強度鋼與高強度鋼。
除了車頂外為了降低側面撞擊對人員與電池的傷害。在車側下半部的超高強度鋼中還包者一支吸能鋁管，大幅增加車體強度。
Tesla Model Y 車身結構圖
Tesla Model Y 車側門檻防撞梁
特斯拉在車身結構上的創新不僅在於Giga Press與使用高強度鋼材，還採用了籠式車身設計，這種設計可將車身的重量分散到整個車體，從而提高車身剛性和穩定性。
另外，底板橫梁採用的馬氏體鋼(Martensitic stainless steel)材質也是特斯拉在車身設計上的創新之一，它能夠在碰撞時吸收更多的能量，從而保護車內乘客的安全。
這些創新設計不僅提高了特斯拉車輛的安全性能，同時也大幅降低了車輛的重量，從而提高了電動汽車的續航里程。可以說，特斯拉在車身材料和設計上的創新，為整個汽車行業樹立了新的標桿，也為未來電動車的發展帶來了更好的前景。
Giga Press 壓鑄機
下面2張圖可以看到車頭車尾採用的是GigaPress一體成形鑄造鋁合金工藝的車台，不僅沒有傳統製程的焊接與鉚釘這些降低結構強度的弱點。
想了解更多關於Giga Press的細節可以參考以下資料：
更透過網格狀的結構增加強度同時還降低了車身重量，如果用樂高來舉例，越少零件組裝可以帶來更高整體的強度，減少車身的應力弱點(焊接或黏接的車體部件)。
但同時也代表如果採用GigaPress壓鑄車身工藝的Tesla發生嚴重碰撞事故，車體維修的可能性遠比傳統結構難度高上不少。
紅色區域為Giga Press 壓鑄製造的單一鑄造零件！
紅色區域為Giga Press 壓鑄製造的單一鑄造零件！
前方潰縮區
再來我們看看車身前後的潰縮區與防撞桿的設計，粗壯的防撞桿有效的將撞擊能量分散到鋁製的吸能結構(潰縮區)和車身上。
在發生撞擊時，大部分能量由大樑吸能結構吸收，再將剩餘的能量分散到車體其他結構吸收。
你以為這樣就結束了嗎? 我們從Tesla 官方的車體安全影片可以了解到
車輛工程VP Lars Moravy ：
『 電動車的安全設計，除了保護乘客外，還要保護高壓電池。』
所以我們可以在車頭的下方看到額外提供另一組吸能盒，用意是為了降低較低的撞擊物對電池的傷害，最大程度地保護電池！
Video Source: Model 3 achieves the lowest probability of injury of any vehicle ever tested by NHTSA
從上方Model 3 與 Audi A4 正面撞擊的底盤視角影片中，我們可以看到Tesla 擁有更大空間設計吸量結構。
Audi A4的引擎與變速箱在撞擊後，往車室內擠壓，影響到生存的空間。
電動車因為不需要引擎，在先天的安全條件上更具有優勢。(除了潰縮空間外，還有底盤電池的低重心降低翻滾機率。)
另外，從舊款的Volvo S40從引擎尺寸設計縮減到防火牆的加強鋼樑，就是為了儘可能降低引擎擠壓到車室空間的威脅。
目前汽車工業的車體安全設計趨勢中，車體不是越硬越好，是以柔克剛。
車體設計必須能有效吸收撞擊能量並保持車室空間完整，避免車內乘客造成傷害。
Model Y 後方鋁合金防撞梁，Source: Tesla Service Manual
Model Y 前方鋁合金防撞梁，Source: Tesla Service Manual
看到這邊對於車身結構的設計，是不是對於特斯拉車輛設計更加充滿了信心！
總結
電動車在提供我們便利與舒適的生活同時，也提供了我們更好的安全性。
雖然電動車結構相當安全，但不疲勞駕駛、眼觀四面耳聽八方才能平安行車開心回家。
但相信很多人也對高壓電池的安全性，與高壓系統的安全性有很多的疑問，我們將在後續的文章繼續繼續向大家介紹這些系統的安全性相關知識！
SPACE T LAB 最懂你的電動車夥伴編輯，我們下回見面！
