保险杠横梁是汽车保险杠系统中的一个关键结构部件，其主要功能是和吸能盒等一起，在发生碰撞时吸收和分散冲击力，保护车辆前后部的主体结构不受损害，同时也保护车内乘员的安全。汽车在低速碰撞时，防撞梁本体将碰撞能量及时传递至左右吸能盒，充分吸收碰撞能量，降低车辆受损程度。高速碰撞时，防撞梁本体发生塑性变形吸收能量，同时将能量传递给机舱前纵梁，通过车体骨架系统将能量分解，减小车辆受损与人员受伤害程度。
保险杠横梁的设计和材料选择对于提高车辆的安全性能及减轻车身重量有着重要作用，是汽车轻量化技术应用的重点。
从材质上来说，保险杠防撞梁铝合金型材在中高档汽车中使用较为广泛。
传统防撞梁多采用高强度钢板冲焊而成，工序复杂，质量较大。因为钢材具有良好的强度和韧性，能够在碰撞中提供较好的保护。但钢材的缺点是重量较重，不利于汽车的轻量化。采用轻质材料，如铝合金、镁合金、碳纤维，是实现轻量化最直接有效方法。铝合金由于成本最低，被认为是汽车轻量化最理想的材料，越来越受到青睐。碳纤维材料具有更高的比强度与比刚度，但是由于其价格昂贵，应用较少。铝合金保险杠横梁可以有效降低车辆的整体重量，从而提高燃油效率和减少排放，同时还能保持良好的安全性能。
铝合金材质的防撞梁具有吸水率低、抗冲击性能高、刚性好、耐油性、耐寒性和耐化学药品性能优异的特点，同时还具有良好的尺寸稳定性和抗老化性能。
从结构特点来说，保险杠横梁通常位于汽车前后保险杠内部，它们与保险杠覆盖件（即我们通常看到的保险杠外观部分）和车身结构通过连接件相连。保险杠横梁的结构设计要求能够在碰撞中有效吸收能量，因此，它们通常具有一定的刚度和强度，同时也要有良好的能量吸收性能。
从截面形式来说，铝合金保险杠横梁的典型截面形式包括“日”、“口”、“目”、“田”字形结构。这些结构通常是通过挤压成形工艺制造的，能够实现高强度、轻重量和复杂形状的要求。挤压成形的铝合金保险杠横梁不仅具有良好的抗冲击性能，而且还能通过设计优化实现功能集成，如通过内部结构设计来提升吸能效果和刚度。铝合金防撞梁一般采用挤压铝型材，截面形状以“日字型”结构为主，约占70%，“目字型”占22%，“口字型”占8%。
从重量和吸能方面来说，汽车用铝合金防撞梁均匀质量4.5 kg，钢制防撞梁均匀质量6.6 kg，差值约32%。在相关测试数据中，30 ms 时汽车用铝合金防撞梁比吸能为11.3 kJ/kg，钢防撞梁比吸能为5.2 kJ/kg。汽车用铝合金防撞梁的比吸能是钢防撞梁比吸能的2 倍多。
从设计角度来说，保险杠横梁的设计与其功能紧密相关，是汽车安全系统中的关键部分。在设计保险杠横梁时，工程师需要考虑以下几个关键因素：
1. 材料选择：保险杠横梁通常采用高强度钢、铝合金或复合材料等，这些材料能够在不增加太多重量的情况下，提供足够的强度和刚度。
2. 结构设计：横梁的结构设计必须能够在碰撞时吸收并分散能量，防止能量直接传递到乘员舱。这通常通过设计横梁的形状、尺寸和与车体其他结构的连接方式来实现。
3. 能量分散：在高速正面碰撞中，保险杠横梁需要将接收到的能量有效分散到车辆的纵梁中，进而通过车体结构的变形吸收碰撞能量，减少对乘员舱的影响。
4. 与其他安全系统的协同：保险杠横梁的设计需要与车辆的其他安全系统（如气囊、安全带等）协同工作，共同提供最大限度的乘员保护。
5. 维修性与成本：在确保安全的前提下，设计还需考虑到保险杠横梁的可维修性，以及如何在不牺牲性能的情况下控制成本。低速碰撞时保险杠的设计应便于更换或修复，以降低维修成本。
6. 法规要求：设计保险杠横梁时，还必须遵守相关的安全标准和法规要求，这些标准和要求可能因国家/地区而异，但都旨在确保车辆在发生碰撞时能提供足够的乘员保护。
通过综合考虑这些因素，汽车制造商能够设计出既能在严重碰撞中保护乘员安全，又能在小碰撞中降低维修成本的保险杠横梁。这种设计理念有助于提高车辆的整体安全性能，同时满足经济性和实用性的需求。
铝合金保险杠横梁在多款车型中的应用证明了其优异的性能。从高端豪华车型到中端车型，铝合金的使用越来越广泛，体现了汽车工业在追求安全、轻量化和环保方面的努力。例如，宝马F45、荣威950、江淮和悦A30等车型都采用了铝合金保险杠横梁，这不仅提升了车辆的安全性能，也有助于提高燃油经济性和减少环境影响。另外，挤压铝主要在前保险杠防撞梁体现，后保险杠防撞梁较少采用，如蔚来ES6、蔚来ES8、北京X7等，下图为蔚来ES6挤压铝后保险杠防撞梁
总之，随着材料科学的发展和汽车工业对轻量化及环保要求的不断提高，铝合金等轻质高强材料在保险杠横梁等汽车部件中的应用将越来越普遍。
