“如今我們已經習慣了各種碰撞機構對新車的安全打分,廠家也不遺余力的宣稱自己造的車多安全。可你對汽車安全究竟有多少了解,如今它又發展到什么程度,希望這篇文章能夠給你答案。”
汽車作為交通工具的誕生,改變了人類的出行方式,帶來極大便利的同時,由交通事故引發人員傷亡,讓我們意識到汽車安全的重要性。安全氣囊最早是在1953年被一名叫赫特里的美國人發明的,安全帶在1967年才被人接受并廣泛應用的,汽車安全越來越被重視起來。新能源的發展,電池安全也成為新的焦點。如今我們已經習慣了各種碰撞機構對新車的安全打分,廠家也不遺余力的宣稱自己造的車多安全。可你對汽車安全究竟有多少了解,如今它又發展到什么程度,希望這篇文章能夠給你答案。
基礎的車身結構安全 你有必要了解
就像人跳高了落地會屈膝一樣,能量緩沖是保護安全的最佳方式。汽車也一樣,早期人們普遍認為車體框架足夠堅硬就足夠安全,殊不知,發生事故最終承受撞擊力量的成了人本身,這顯然是絕對錯誤的。目前的乘用車結構大多為承載式車身和非承載式車身,由于前者行駛更穩定、固有頻率低、噪聲小、重量輕,相比后者應用更廣泛。
隨之而來的就是其車身強度不及有大梁結構的非承載式車身,在車的四個車輪受力不均勻時,車身會發生變形。如何保證車身結構的安全性,通過使用不同強度的鋼材,在經濟成本的前提下,保證乘員艙的足夠結實,汽車前艙、車尾和側面形成能量緩沖區,增加防撞梁,設置潰縮變形結構吸收撞擊產生的能量,成為車身安全的主要發展方向。
為人熟知的中保研與C-NCAP有什么不同
參照Euro NCAP 歐盟新車安全評鑒協會、美國IIHS(美國公路安全保險協會)等機構,我國也建立了相應的碰撞測試機構督促整車廠商提升車輛的安全性,最為人熟知的當屬C-NCAP,不過漸漸的“五星批發部”的稱呼讓其公信度產生了危機,加之近期中保研的出現,讓不少明星車型“露了怯”,汽車安全再成輿論焦點。
C-NCAP從2006年成立,填補了該領域的空白,當年首場碰撞測試的10余款車型中,一汽豐田皇冠成為僅有的一款獲得5星評價的車型,再到如今眾多車型獲得5星評價,不得不說經過14年的發展,C-NCAP確實起到了督促廠家重視提高自家汽車產品安全性的目的。隨之而來的是車身穩定系統得到進一步普及,減配防撞梁的行為也越來越少,安全氣囊幾乎成為標配,C-NCAP功不可沒。
最近比較熱議的中保研,測試的上汽大眾新帕薩特25%碰撞成績墊底讓其一戰成名。中保研是由保險協會牽頭成立,基本杜絕了廠家送測等“作弊”行為的發生,具備了相對的第三方公正性,同時對于碰撞測試的標準和項目進行了調整,其中增加了對于低速碰撞的可維修指數,以及25%小面積碰撞,主動安全裝備的表現等細則,更全面的評估,使得中保研在短短兩年時間再次將汽車安全話題帶入公眾視野。
當然中保研還處于初期階段,細則規范還有待進一步完善,如近期廣汽本田皓影的碰撞試驗結果烏龍事件,是車輛本身有問題還是測試標準出現紕漏,至今還有有最終的官方結論。
無論是面對爭議也好,還是隨著安全技術更新也罷,C-NCAP也在積極更新規程以適應和引導汽車安全行業進步,2021年版C-NCAP新規程將在今年下半年正式發布。與現行的2018年版相比,2021年版C-NCAP新規程主要變化為:被動安全部分,正面40%重疊可變形剛性壁障碰撞試驗修改為50%重疊移動漸進變形壁障碰撞試驗,并增加側面柱碰撞試驗;主動安全部分,增加車道保持輔助系統(LKA)、車道偏離預警系統(LDW)、速度輔助系統(SAS)、盲區監測系統車對車(BSD C2C)試驗,及前照燈整車性能試驗。
汽車安全從被動向主動進化
汽車安全一直以來在被動碰撞方面做了很多工作,隨著電氣化、智能化的發展,主動安全越來越被重視起來。一則視頻形象的展示了主動安全的重要性,一臺沃爾沃S90在經過路口時,自動監測到有橫穿馬路的騎行者并進行了自動避讓,成功化解一場事故的發生。
當然這些技術是基于數據計算來界定是否出發主動安全功能工作,存在一定的誤判或者失效,但這個方向就如同當年模擬化向數字化時代的過渡,汽車上的主動安全設備精度和實際表現都在進步。
ADAS系統開始普及 為自動駕駛鋪路
越來越多的車輛,包括傳統燃油車以及新能源車型,都開始裝備ADAS系統,也就是智能輔助駕駛系統,而且最終實現L5級自動駕駛將是這套系統的努力方向。ADAS的出現,相對于被動吸能的車身安全技術而言,旨在幫助駕駛員完全避免事故,正式開啟了汽車安全技術有被動吸能向主動預防進化,進而大幅減少道路交通事故和相關的傷亡。這些系統的反應速度快于人類,能夠始終保持警惕,通過持續監控車輛周圍環境、提醒駕駛員危險路況,并會采取補救措施,如減速或停車。
基于攝像頭的技術具有更高的可靠性,可適用于多種輔助駕駛應用,例如前視、后視和360o環繞覆蓋;基于雷達的ADAS,支持盲點探測和避免碰撞等功能。這些系統結合來自多個傳感器(例如攝像頭、雷達)的輸入,以及這些輸入的整合結果,向駕駛員提供最有意義的信息。這些系統的其他部件是實現自主駕駛的關鍵因素。
目前大部分已經實現的功能包括:LDW車道偏離、FCW前車防撞、PD行人識別、AEB主動剎車等,據美國IIHS(美國公路安全保險協會)的研究,主動剎車系統能減少27%的追尾車禍;盲區監測系統可以讓車道變換時的碰撞事故下降14% ;車道偏離警告系統可以減少約21%的致命車禍。
特斯拉 攝像頭范圍有限
近日,特斯拉Model 3的一起交通事故再次引發對于“自動駕駛”的討論。事情的起因:特斯拉車主稱,“正常行駛的特斯拉Model 3,開啟AutoPilot完全自動駕駛功能,在深圳南坪快速東行方向道路上行駛,右前方行駛的渣土車突然并道而來,而他的Model 3在自動駕駛系統的控制下,非但沒有停下來,反而加速沖了上去。”
針對此次事故,特斯拉認為,即使開啟了自動駕駛系統,為安全起見,車主也要時刻專注于駕駛。“就目前來說,自動駕駛技術還沒有達到完美的階段,對車輛駕駛負主要責任的依舊是駕駛員,駕駛員應該保持對駕駛的專注度。”
特斯拉官方的回應還是比較客觀的,在目前法規范圍內,駕駛員完全脫手本身有責任,而我們要說的是目前特斯拉裝備的ADAS功能探頭還處于早期階段產品,對于可識別范圍等情況都有局限性,基于此的自動駕駛技術顯然還不能夠覆蓋目前復雜的路況環境,駕駛員依然要進行主要判斷。慶幸此次事故并非發生人員傷害,也為ADS系統的進步和發展提供了更多現實的參數依據。
飛度 首次采用了超廣角探頭
即將于8月上市全新飛度似乎發出了這一信號,ADAS系統或將迎來普及。其所配備的Honda SENSING系統,首次采用了超廣角探頭,對于前側方可能發生的潛在碰撞風險進行把控,例如常見的正前方障礙,橫向穿行的自行車、行人等,甚至在夜間光線不好的環境下同樣具備有較高的可識別性。作為一款合資品牌入門級小型,配備ADAS系統在國內市場尚屬首次,也意味著會有越來越多的品牌和廠商將主動安全裝備納入未來的新車中。
通用汽車的Super Cruise
通用汽車也在進一步推廣旗下的Super Cruise,可以理解成是由自適應巡航系統、藍線保持系統、以及駕駛員注意力保持系統三部分構成。可以協助用戶適應特定條件下的高速公路無人駕駛。從2020年開始,通用汽車計劃每六個月推出一款搭載Super Cruise的車型,持續到2021年底,這意味著兩年內將推出四款新車型。
新能源除了關心續航 電池安全同樣重要
新能源發展是大勢所趨,尤其以純電驅動最為廣泛,除了提升續航,動力電池組的安全性顯得尤為重要。由工業和信息化部組織制定的《電動汽車安全要求》、《電動客車安全要求》和《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準發布,將于2021年1月1日起開始實施。
其中動力電池安全要求標準文件由工信部和寧德時代、國軒高科、卡耐新能源、力神電池、比亞迪、微宏動力以及北汽新能源、蔚來汽車等單位參與起草,此次標準增加了電池系統熱擴散試驗,要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。
動力電池必須通過包括穿刺、碰撞、浸泡、火燒等13大類的安全試驗,嚴苛的測試遠超用戶的實際使用場景。各個廠家除了與電池供應商合作以外,也在電池封裝技術、BMS電池管理系統方面進行創新,在滿足電池安全國家標準的前提下,實現了各具特色的電池安全性。
蜂巢能源的無鈷電池
蜂巢能源的無鈷電池產品開創了動力電池的新品類,具備容量更高、壽命更長、安全性更好的特性,解決了電動汽車續航、電池衰減和安全三大痛點。蜂巢能源的無鈷電池產品,采用疊片工藝,矩陣式PACK設計,能量密度提升5%,循環壽命提升10%,實現0.25s/pcs,同一時間可疊兩片極片。
在實現高續航的同時,蜂巢能源的NMx無鈷電池產品已經通過了國標和歐標的全部安全性測試,在安全性能優于三元電池,以熱穩定方面為例,輕松通過150℃的熱箱實驗。蜂巢能源的無鈷電池產品開創了動力電池的新品類,具備容量更高、壽命更長、安全性更好的特性,解決了電動汽車續航、電池衰減和安全三大痛點。
比亞迪的刀片電池
比亞迪研發的刀片電池形如刀片,因此得名。其本質上還是磷酸鐵鋰電池,比亞迪通過匹配磷酸鐵鋰電池單體結構的扁平化技術和電芯直接成組方案,大幅提升了電池的成組效率和空間利用率。磷酸鐵鋰電池本身的自燃溫度要遠遠高于三元電池。通過比亞迪特殊的結構設計,使得刀片電池散熱面積比較大,所以刀片電池產熱的能力相對下降。
刀片電池采用扁平化鋁合金外殼和疊片工藝,具有很高的結構強度,同時比亞迪將電芯拉長,并固定在電池包的邊框上,這樣電芯既是能量體,又可以作為電池包的結構梁,這種結構設計大幅提升了電池系統耐機械沖擊和擠壓的能力。刀片電池將磷酸鐵鋰電池的體積能量密度提升了50%,并且能夠輕松通過在國標中已經取消的測試——針刺測試。刀片電池很好地遏制了自燃風險。
榮威R ER6采用大模組封裝方式
榮威R ER6使用NCM523電池組以大模組封裝方式,保證電池安全的基礎之上進行電池能量密度的擴容。它把多個標準模組打散再集成的定制化大模組方案,大幅減少零件數量以及零件安全連接需求空間,進一步提升集成效率、增強結構強度。實現體積能量密度提升34%,電池包僅靠523電芯,就把能量密度高做到180Wh/kg,與上一代產品相比,質量能量密度提升了15%。
電池安全永遠具備最高優先級,上汽在ER6設計中選擇了成熟穩定的NCM523電芯、硅膠復合材料和玻纖材料組成的雙層防火罩,并設置了平衡閥、防爆閥構建疏堵結合的排氣通道。通過BMS電池管理系統和熱失控報警機制,對電池溫度進行實時調控,有效延緩熱蔓延過程,降低熱失控風險。
總結:汽車依然是日常出行的主要交通工具,日益進步的安全技術和逐漸提高的安全意識,汽車無論是從傳統能源時代向新能源時代發展,亦或是從人工操作到自動駕駛進化,車輛本身的安全技術應用以及周邊參與交通安全設施的改善,都在保障人類安全出行。相比早期的車身被動安全吸能保護,如今向全面主動安全進化,避免不安全的事件發生成為新的發展方向。
(責編:劉明亮) 文 | 新浪汽車