鋰電池的電化學(xué)特性決定,一旦發(fā)生碰撞,電動(dòng)汽車(chē)面臨的有可能是全車(chē)斷電、電池爆燃等高風(fēng)險(xiǎn)事故。
當(dāng)前,國(guó)標(biāo)對(duì)汽車(chē)電池包碰撞標(biāo)準(zhǔn)的要求是:在電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)要控制5分鐘內(nèi)不起火不爆炸。不過(guò),該碰撞法規(guī)中,正面碰撞速度限制僅為50km/h,側(cè)面碰撞速度僅為32km/h。
而在通常的事故中,車(chē)速往往更高,也就意味著,當(dāng)事故真正發(fā)生時(shí),后果可能更惡劣。因而留給車(chē)內(nèi)人員的時(shí)間,可能比5分鐘更少。此時(shí),是否能順利打開(kāi)車(chē)門(mén)逃生,就成了那個(gè)至關(guān)重要的“生死之門(mén)”。
為了這數(shù)以秒計(jì)的逃生時(shí)間,門(mén)鎖背后的電子控制機(jī)制,無(wú)疑成為不可忽視的安全錨點(diǎn)。
其背后所包含的電源與線(xiàn)束保護(hù)、車(chē)門(mén)的應(yīng)急開(kāi)啟、甚至最后的機(jī)械備份等安全性設(shè)計(jì),都值得車(chē)企投入大量精力,也值得消費(fèi)者在眼花繚亂的配置之外,加以關(guān)注。
門(mén)鎖能打開(kāi)的第一步:保護(hù)電源與線(xiàn)束,防止斷電
現(xiàn)在市場(chǎng)上在售的絕大部分汽車(chē),采用的都是電子車(chē)鎖裝置,支持自動(dòng)上下鎖、遙控解鎖甚至手機(jī)遠(yuǎn)程解鎖等功能。
車(chē)輛行駛上路后,輪速感應(yīng)器檢測(cè)到速度超過(guò)20-30km/h時(shí),車(chē)輛會(huì)自動(dòng)上鎖。所以行駛中的車(chē)輛,通常都是上鎖狀態(tài)。
實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ),就是門(mén)鎖控制單元接入了汽車(chē)的車(chē)內(nèi)控制器的局域網(wǎng)。
這是一個(gè)近似心臟與全身血管的結(jié)構(gòu)。蓄電池是心臟,車(chē)輛主控制器與電源之間,由俗稱(chēng)“硬線(xiàn)”的正負(fù)極電線(xiàn)連接。
電路示意
主控制器與次級(jí)控制器或功能件之間便是支持局域網(wǎng)的通訊線(xiàn),以及部分更細(xì)一級(jí)的硬線(xiàn)。
部分高安全等級(jí)的功能件,還會(huì)布置冗余電源,或是冗余線(xiàn)路。
簡(jiǎn)而言之,蓄電池是這套機(jī)制的源頭,如果蓄電池被撞毀,那么全車(chē)絕大部分功能都將失效。
當(dāng)然,電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池是相對(duì)安全的。
由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池大多位于后備箱與后排座椅之間的位置,受B柱C柱雙重保護(hù),安全性普遍較高。
如果在蓄電池沒(méi)有損毀情況下,全車(chē)依然出現(xiàn)斷電現(xiàn)象,那么大概率便是汽車(chē)線(xiàn)束遭到了破壞。
“線(xiàn)束的做法,在汽車(chē)行業(yè)其實(shí)是比較成熟的。比如線(xiàn)束跟尖銳金屬物保持距離、在線(xiàn)束外部增加膠質(zhì)保護(hù)層等”,有車(chē)企研發(fā)人士告訴36氪,“有區(qū)別的,就是用料了”。
汽車(chē)線(xiàn)束的保護(hù)材料,通常分膠帶、波紋管、熱縮管、纏繞管等幾類(lèi)。波紋管成本在幾十到百元不等,纏繞管由于有更好的耐腐蝕性與抗震性,其成本至高上千元。
“所有車(chē)企都會(huì)上保護(hù)層,但問(wèn)題就是,上的是什么保護(hù)層。波紋管和波紋管之間也是有價(jià)格和性能差距的”,曾就職于多家車(chē)企的研發(fā)人士告訴36氪。
“現(xiàn)在都在追求降本,已經(jīng)有一些車(chē)企在線(xiàn)束保護(hù)材料上做減法了”。
這其中,高端合資品牌往往更有安全堅(jiān)持,傾向于更加安全的選擇,國(guó)產(chǎn)品牌則還需加強(qiáng)。
根據(jù)以上論述,如果蓄電池或?qū)?yīng)線(xiàn)束被破壞,如車(chē)門(mén)鎖這樣的“救命鎖”,是否就直接失效鎖死了呢?答案是肯定的,控制車(chē)門(mén)鎖的元件是一枚電子裝置,假如徹底斷電,該電子裝置無(wú)論如何都無(wú)法再起效。
所以工程師們的做法便是:搶在斷電之前,迅速打開(kāi)門(mén)鎖。
第二步:碰撞后,車(chē)門(mén)得自動(dòng)彈開(kāi)
這種“與死神搶命”的做法其實(shí)不是新鮮事,安全氣囊便是一個(gè)例子。
每輛汽車(chē)都裝配了若干個(gè)碰撞傳感器,這些碰撞傳感器在感知到車(chē)輛發(fā)生嚴(yán)重碰撞的瞬間,會(huì)在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi),向車(chē)輛發(fā)出上百個(gè)信號(hào)。安全氣囊的點(diǎn)火裝置接收信號(hào)后,會(huì)迅速點(diǎn)火,引爆車(chē)內(nèi)氣囊。
以上全鏈路,會(huì)在20-30毫秒,也就是0.2-0.3秒之間完成。
這個(gè)過(guò)程,既需要高精度的碰撞傳感器,也需要功能件上有響應(yīng)速度足夠快的接收器。在安全氣囊上,這些配置已然預(yù)定俗稱(chēng)。
但絕大部分車(chē)企的汽車(chē)門(mén)鎖,沒(méi)有使用如此高性能的接收器與執(zhí)行器。
以安全氣囊為例,包括感應(yīng)器與控制器在內(nèi)的整套鏈路,目前價(jià)格在3000元到上萬(wàn)元不等。價(jià)格越高,其響應(yīng)速度自然更加優(yōu)秀。
“貴的車(chē),不一定用的就是好的安全裝置,同一家車(chē)企不同型號(hào)的車(chē),安全裝置也是不一樣的”,有供應(yīng)鏈人士告訴36氪,“如果你覺(jué)得,這個(gè)車(chē)看得見(jiàn)的部分,就已經(jīng)物超所值了,那么它就可能在你看不見(jiàn)的地方省錢(qián)減配了”。
汽車(chē)線(xiàn)束做同等保護(hù),但保護(hù)材料強(qiáng)度弱一些;汽車(chē)門(mén)鎖有同樣的應(yīng)急鏈路,但使用的傳感器慢一些。
在價(jià)格戰(zhàn)激烈的當(dāng)下,車(chē)企從各個(gè)零部件上“摳”下來(lái)的一點(diǎn)點(diǎn)利潤(rùn),便會(huì)讓事故當(dāng)下的駕乘人員多一分危險(xiǎn)。
“不過(guò),已經(jīng)有一些國(guó)際大牌的燃油車(chē),考慮在門(mén)鎖上用更頂尖的傳感器了”,該供應(yīng)鏈人士向36氪透露。
至于為消費(fèi)者廣泛詬病的隱藏式門(mén)把手,與事故當(dāng)下車(chē)門(mén)是否可以自動(dòng)彈開(kāi),幾乎沒(méi)有任何直接聯(lián)系。門(mén)把手只是一個(gè)控制選項(xiàng),車(chē)門(mén)開(kāi)合實(shí)際受控于物理鎖結(jié)構(gòu),而這個(gè)結(jié)構(gòu)在汽車(chē)行業(yè)幾乎已經(jīng)不存在斷層的技術(shù)壁壘。
也就是說(shuō),只要車(chē)鎖自動(dòng)解開(kāi),連接車(chē)門(mén)的鉤扣便可以實(shí)現(xiàn)物理斷開(kāi),讓車(chē)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。
最后防線(xiàn):主駕內(nèi)側(cè)的機(jī)械門(mén)把手
假如事故后車(chē)輛迅速斷電,且門(mén)鎖沒(méi)有自動(dòng)解鎖、車(chē)門(mén)并且自動(dòng)彈開(kāi),車(chē)上人員就沒(méi)有一線(xiàn)逃生可能了嗎?
“機(jī)械結(jié)構(gòu)是安全的最后防火線(xiàn),做這一行的,都知道要留一條純機(jī)械結(jié)構(gòu)”,一位功能安全工程師告訴36氪。
美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)明確要求,車(chē)門(mén)鎖系統(tǒng)需具備機(jī)械解鎖功能。中國(guó)《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》雖然沒(méi)有明確提及“機(jī)械把手”,但也隱含要求了,車(chē)門(mén)在斷電或電子系統(tǒng)故障時(shí),仍需能通過(guò)機(jī)械裝置開(kāi)啟。
“車(chē)內(nèi)四個(gè)車(chē)門(mén),每個(gè)廠家的考量各不相同。但主駕內(nèi)側(cè)的機(jī)械門(mén)把手,無(wú)論如何都是可以被打開(kāi)的”,該工程師告訴36氪。
在這道最后防線(xiàn)中,唯一不同的是,如今新能源車(chē)的機(jī)械門(mén)把手位置不盡相同。
有些位于車(chē)窗控制鍵的前部,有些位于門(mén)板儲(chǔ)物槽前部,還有些位于門(mén)板儲(chǔ)物槽的頂部。一位來(lái)自老牌車(chē)企的功能安全負(fù)責(zé)人向36氪感嘆,“救命的裝置,怎么能放在如此隱蔽的位置呢?”
當(dāng)然,上述所有一切的前提是,車(chē)門(mén)未被碰撞至嚴(yán)重變形,車(chē)門(mén)與門(mén)鎖一旦變形,便只能通過(guò)切割車(chē)門(mén)施救。
出于對(duì)智能駕駛的熱衷,大部分中國(guó)新能源品牌都更注重主動(dòng)安全。第一道防線(xiàn)的建立,的確預(yù)防了許多事故,拯救了很多家庭。
但電動(dòng)汽車(chē)最特殊的一點(diǎn)便是,一旦事故無(wú)法阻止,便有極大可能發(fā)生電池爆燃,導(dǎo)致整車(chē)燒毀與人員傷亡。
被動(dòng)安全,同樣應(yīng)該受到足夠重視。高端合資品牌在這方面,往往做得更好。
奔馳人士向36氪表示,“被動(dòng)安全的很多測(cè)試,其實(shí)我們也是在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行的,不可能拿成百上千輛真車(chē)去撞”。
“但我們從事汽車(chē)研發(fā)的時(shí)間足夠長(zhǎng),我們的用戶(hù)和經(jīng)歷過(guò)的事故都足夠多,我們非常了解,哪些地方值得做大量的安全工作”。
36氪還采訪多位供應(yīng)鏈人士,他們向36氪表示,“工業(yè)產(chǎn)品,不可能做到完美六邊形。要耐用就得降低部分性能,要求性能高安全性高,就得提升價(jià)格”。
“國(guó)際大牌子更關(guān)注安全,安全達(dá)標(biāo)了,再看造型價(jià)格噪音等等,但國(guó)內(nèi)不是,很大一部分廠家以?xún)r(jià)格和耐用優(yōu)先,還有一部分很新的車(chē)企,甚至不知道什么是六邊形評(píng)價(jià),有點(diǎn)胡亂要求指標(biāo)的意思”。
總而言之,降本增效的前提,永遠(yuǎn)應(yīng)該是安全。
「智能電動(dòng)車(chē)快速普及,車(chē)企市場(chǎng)份額血拼中,來(lái)不及片刻喘息,也在分毫必爭(zhēng)的價(jià)格戰(zhàn)中,對(duì)于安全底線(xiàn)的堅(jiān)守,開(kāi)始搖擺,甚至不斷向下試探。 本系列將長(zhǎng)期關(guān)注智能電動(dòng)汽車(chē)普及之戰(zhàn)中的安全之戰(zhàn),門(mén)鎖安全之后,36氪汽車(chē)還將從智駕、電池、整車(chē)等各個(gè)環(huán)節(jié),推出更多安全系列文章,敬請(qǐng)關(guān)注。」
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