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特斯拉Model S在2012年参加美国NHTSA高速公路安全局碰撞测试中,以所有项目全5星的成绩,获得“全美国最安全汽车”的头衔。这个碰撞成绩反映了Model S拥有非常出色的被动安全性能,厂方的解释是,因为Model S的车头没有发动机,前部有更多空间进行碰撞解构的优化设计,因而实现了出色的安全防护。
但不得不提及的是Model S在北美发生的几起着火事故。第一起被查明是高速行驶下金属碎片进入车底,侵入了电池组导致短路起火;后几起则是各种撞击状况,但都有伤及车底的共同情况。其后特斯拉把Model S车底的铝合金护甲改为更坚硬的钛合金,并对空气悬挂增加了高速时会增加离地距的软件设定,美国HNTSA高速公路安全局对此给予了肯定,认为这些措施能够减低事故中电池组着火的风险。