纯电动汽车座椅研究
纯电动汽车座椅研究
摘要：汽车正朝着电动化、智能化的方向发展，AI 技术的融入使纯电动汽车座椅更加智能，并
朝着智能网联化、人机交互化、娱乐舒适化的方向迈进。纯电动汽车相比燃油车车身结构不
同，座椅边界环境有着较大差异，因此有必要对纯电动汽车座椅的结构与参数、材料选择及发
展趋势进行研究，从而对未来汽车座椅设计提供指导依据，将汽车打造成一个更加安全、舒
适、智能的移动之家。
关键词：纯电动汽车座椅;结构参数;材料选择;发展趋势;
Abstract：The vehicle is developing towards the direction of electrification and intelligence. The
integration of AI technology makes the vehicle seat more intelligent, and moves towards the direction
of intelligent networking, human-machine interaction and entertainment comfort.Compared with fuel
vehicle, the body structure of electric vehicles is different, and the seat boundary environment is quite
different. Therefore, it is necessary to study the structure parameter, material selection and
development trend of electric vehicle seats so as to provide guidance for the design of future vehicle
seat and build the vehicle into a more safe, comfortable and intelligent mobile home.
Keyword：electric vehicle seat; structure parameter; material selection; development trend;
0 引言
随着汽车向电动化、智能化迈进，未来纯电动汽车将会成为人们出行最主要的交通工具。座椅
作为内饰系统中极其重要的零部件，其结构型式与功能对驾乘人员的乘坐舒适性及安全性有着
直接的影响，如今座椅舒适性已成为各大汽车厂和座椅供应商研究的重点[1]。基于人机工程学
和人体坐姿舒适性要求，汽车座椅应使人体具有良好的体压分布，保证驾乘人员的乘坐舒适性
[2]。座椅设计时，在保证安全性、强度、刚度、节能环保的条件下，也须同时考虑座椅舒适性
及美观性等因素[3,4]。座椅是人与汽车内饰系统中接触面积最大、接触时间最长的汽车零部件
之一[5]，其美观性和舒适性也已成为消费者选购汽车的重要考虑因素。随着 AI 智能技术在汽
车座椅中的应用，为满足不同身高与体型驾乘人员的驾乘舒适性需求，纯电动汽车座椅不仅需
具备高度调节、前后调节、座垫和靠背角度调节等多种常规功能[6]，还需具备更为轻质安全、
舒适、智能等优点。纯电动汽车相比燃油车，车身结构不同并且取消了发动机及其附属系统增
加了动力电池，座椅边界环境有着较大差异，因此有必要对纯电动汽车座椅结构与参数、选材
及发展趋势进行研究，以对未来汽车座椅设计提供指导依据。
1 座椅主要结构及参数
座椅舒适性是消费者选购汽车的重要依据，主要涉及静态舒适性、动态舒适性、操作便捷性等
几个方面。座椅结构参数是进行座椅设计和舒适性研究的基础，因此需要根据座椅评价结果对
其不断进行调整优化。
1.1 座椅座垫
座垫长度：座垫长度对驾乘人员的乘坐舒适性有着极其重要的影响，座垫长度过短会导致驾乘
人员腿部支撑不足，座垫长度过长会影响驾乘人员小腿部的活动空间，更甚者座垫前缘与乘员
小腿发生干涉，影响乘坐舒适性。一般而言，座垫长度可根据车辆级别、乘员舱空间情况等控
制在 460 mm～510 mm 之间。对增加腿托的汽车座椅，应结合人机工程学及人体腿部受力情况
平衡好座垫长度与腿托及旋转机构之间的关系。
座垫宽度：为提高驾乘人员乘坐舒适性，结合人机工程学及人体股骨所受压力分布，座垫宽度
可控制在 490 mm～530 mm 之间。
座垫角：座垫角对驾乘人员的乘坐舒适性有着重要影响，普遍来说，若座垫角过大会造成臀部
角减小，并增加驾乘人员的腿部压力，降低乘坐舒适性。若座垫角过小，座垫对腿部支撑不
足，驾乘人员在长时间驾乘过程中易产生疲劳。座垫角一般可控制在 12°～16°。
座垫厚度：由于驾乘人员大部分重量均集中在座椅 H点附近，因此座椅 H点下侧的座垫泡沫应
有足够的厚度支撑。座垫太薄会影响乘坐舒适性，座垫太厚会增加座椅的生产制造成本。基本
上前排座椅座垫泡沫厚度可控制在 60 mm 以上，后排座椅控制在 90 mm 以上。
座垫压陷量：压陷量过小，乘坐座椅时驾乘人员会感觉座椅偏硬，影响舒适性。压陷量过大，
驾乘人员会感觉座椅偏软使人陷在座椅里，长期乘坐时易产生疲劳。常规设计的臀部压陷量可
控制在 20 mm～60 mm，腿部压陷量可控制在 20 mm～50 mm。当后排座椅受限于整车空间因
素（如后轮罩）影响时，靠背角无法满足大于 90°时，为保证座椅舒适性，后排座椅座垫的压
陷量可稍大于前排座垫的压陷量，后排座椅座垫压陷量可控制在 35 mm～70 mm。
1.2 座椅骨架
座椅骨架，包括靠背骨架和座垫骨架。其中，座垫骨架主要是为驾乘人员臀部和大腿提供支
撑，使其能够保持舒适坐姿，避免在乘驾过程中身体左右摇摆，并在汽车发生碰撞时提供保
护。座椅骨架常采用20 mm～25 mm 外径、1 mm～2 mm 厚的钢管弯制成型或钢管与钢板进行
焊接成型，也可采用1 mm～3 mm 厚的钢板滚轧或冲压成型。靠背骨架和座垫骨架之间一般布
置有调角器或其他靠背角度调节装置，用于连接靠背骨架和座垫骨架以及调整座椅靠背角度。
当驾乘人员坐上座椅，后背向座椅靠背倚靠时，为防止后背触碰到硬物而影响乘坐舒适感，人
体需和靠背骨架之间保持一定距离，该距离一般可控制在 35 mm 以上。
前排座椅向前调节角度可根据 95 百分位人体 R点位置并结合滑轨行程、仪表台等结构综合确
定，前排座椅因后侧无轮罩饰板等结构制约，向后调节角度范围较大，甚至可趋于放平。
后排座椅设计时为保证后排乘员的乘坐舒适性，应尽量保证乘员大腿中心线与躯干线间的角度
大于 90°，一般以 90°～115°为宜。对靠背不可调座椅需结合整车空间及后轮罩饰板等因素综合
确定，座椅可调靠背角度（过座椅 H点的铅垂线与座椅靠背所对应的躯干线间的夹角）可控制
在0°～30°。对三排座车型，当二排座椅滑至最前位置，调整座椅靠背角度抵触到后轮罩饰板
时，可确定二排座椅最大可调角度。
1.3 座椅头枕
座椅头枕用于撑托驾乘人员颈椎，可有效缓解颈部疲劳，并在汽车紧急制动或发生碰撞时保护
人员免受伤害。头枕在竖直方向的高度应控制在人体头部质心高度位置，并且头枕最高位置与
座椅 H点的竖向距离应控制在 720 mm 以上，以有效撑托驾乘人员的头部。
1.4 座椅滑轨及滑轨行程
1.4.1 座椅滑轨
为满足驾乘人员的操控及乘坐舒适性要求，座椅应具备前后方向调节功能，该功能需借助座椅
滑轨实现。目前几乎所有车型的前排座椅均配备了座椅滑轨，一些高档五座车型及三排座六座
或七座车型中，后排也配置了滑轨，以实现对后排座椅的前后调节。座椅下滑轨通过螺栓与车
身地板固定，上滑轨与座椅骨架连接，上下滑轨间有滚柱与滚珠。通过手动或电控方式驱动座
椅和上滑轨沿下滑轨的轴线方向移动，从而实现座椅的前后调节。常用的滑轨型式主要有 T
型、W型、C型、H型等，在部分六座SUV 车型和 MPV 车型中采用H型滑轨，可以实现二排
座椅左右方向的调节。
目前多数车型的前排与二排座椅滑轨为分离式的，如图1所示。由于纯电动汽车取消了燃油箱
增加了动力电池，且动力电池多纯平布置在前后副车架之间的车身地板下方，因此为座椅采用
通长滑轨的结构型式创造了条件。图2为前后排座椅采用通长滑轨的局部示意图，但应平衡好
前后排座椅行程及其与轮罩、饰板等周边件的关系。
图1 分离式滑轨
图2 通长式滑轨
1.4.2 座椅滑轨行程的确定
前排座椅滑轨行程应结合95 百分位人体工程学、乘坐舒适性及安全碰撞等因素综合确定。通
常的，前排座椅若配置短滑轨，滑轨行程应控制在 240 mm 以上[7]，目前一些主流或高端车型
滑轨长度均控制在 260 mm 或以上。前后排座椅若配置长滑轨，滑轨行程则较为灵活。
摘要：
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纯电动汽车座椅研究摘要：汽车正朝着电动化、智能化的方向发展，AI技术的融入使纯电动汽车座椅更加智能，并朝着智能网联化、人机交互化、娱乐舒适化的方向迈进。纯电动汽车相比燃油车车身结构不同，座椅边界环境有着较大差异，因此有必要对纯电动汽车座椅的结构与参数、材料选择及发展趋势进行研究，从而对未来汽车座椅设计提供指导依据，将汽车打造成一个更加安全、舒适、智能的移动之家。关键词：纯电动汽车座椅;结构参数;材料选择;发展趋势;Abstract：Thevehicleisdevelopingtowardsthedirectionofelectrificationandintelligence.Theinteg...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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时间：2023-02-25
