只关心结不结实就错了 汽车安全技术由被动吸能向主动预防进化

原创
新浪汽车原创 刘明亮 2020-07-10 09:01
只关心结不结实就错了 汽车安全技术由被动吸能向主动预防进化

汽车作为交通工具的诞生,改变了人类的出行方式,带来极大便利的同时,由交通事故引发人员伤亡,让我们意识到汽车安全的重要性。安全气囊最早是在1953年被一名叫赫特里的美国人发明的,安全带在1967年才被人接受并广泛应用的,汽车安全越来越被重视起来。新能源的发展,电池安全也成为新的焦点。如今我们已经习惯了各种碰撞机构对新车的安全打分,厂家也不遗余力的宣称自己造的车多安全。可你对汽车安全究竟有多少了解,如今它又发展到什么程度,希望这篇文章能够给你答案。

基础的车身结构安全 你有必要了解

就像人跳高了落地会屈膝一样,能量缓冲是保护安全的最佳方式。汽车也一样,早期人们普遍认为车体框架足够坚硬就足够安全,殊不知,发生事故最终承受撞击力量的成了人本身,这显然是绝对错误的。目前的乘用车结构大多为承载式车身和非承载式车身,由于前者行驶更稳定、固有频率低、噪声小、重量轻,相比后者应用更广泛。

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随之而来的就是其车身强度不及有大梁结构的非承载式车身,在车的四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形。如何保证车身结构的安全性,通过使用不同强度的钢材,在经济成本的前提下,保证乘员舱的足够结实,汽车前舱、车尾和侧面形成能量缓冲区,增加防撞梁,设置溃缩变形结构吸收撞击产生的能量,成为车身安全的主要发展方向。

为人熟知的中保研与C-NCAP有什么不同

参照Euro NCAP 欧盟新车安全评鉴协会、美国IIHS(美国公路安全保险协会)等机构,我国也建立了相应的碰撞测试机构督促整车厂商提升车辆的安全性,最为人熟知的当属C-NCAP,不过渐渐的“五星批发部”的称呼让其公信度产生了危机,加之近期中保研的出现,让不少明星车型“露了怯”,汽车安全再成舆论焦点。

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C-NCAP从2006年成立,填补了该领域的空白,当年首场碰撞测试的10余款车型中,一汽丰田皇冠成为仅有的一款获得5星评价的车型,再到如今众多车型获得5星评价,不得不说经过14年的发展,C-NCAP确实起到了督促厂家重视提高自家汽车产品安全性的目的。随之而来的是车身稳定系统得到进一步普及,减配防撞梁的行为也越来越少,安全气囊几乎成为标配,C-NCAP功不可没。

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最近比较热议的中保研,测试的上汽大众新帕萨特25%碰撞成绩垫底让其一战成名。中保研是由保险协会牵头成立,基本杜绝了厂家送测等“作弊”行为的发生,具备了相对的第三方公正性,同时对于碰撞测试的标准和项目进行了调整,其中增加了对于低速碰撞的可维修指数,以及25%小面积碰撞,主动安全装备的表现等细则,更全面的评估,使得中保研在短短两年时间再次将汽车安全话题带入公众视野。

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当然中保研还处于初期阶段,细则规范还有待进一步完善,如近期广汽本田皓影的碰撞试验结果乌龙事件,是车辆本身有问题还是测试标准出现纰漏,至今还有有最终的官方结论。

无论是面对争议也好,还是随着安全技术更新也罢,C-NCAP也在积极更新规程以适应和引导汽车安全行业进步,2021年版C-NCAP新规程将在今年下半年正式发布。与现行的2018年版相比,2021年版C-NCAP新规程主要变化为:被动安全部分,正面40%重叠可变形刚性壁障碰撞试验修改为50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验,并增加侧面柱碰撞试验;主动安全部分,增加车道保持辅助系统(LKA)、车道偏离预警系统(LDW)、速度辅助系统(SAS)、盲区监测系统车对车(BSD C2C)试验,及前照灯整车性能试验。

汽车安全从被动向主动进化

汽车安全一直以来在被动碰撞方面做了很多工作,随着电气化、智能化的发展,主动安全越来越被重视起来。一则视频形象的展示了主动安全的重要性,一台沃尔沃S90在经过路口时,自动监测到有横穿马路的骑行者并进行了自动避让,成功化解一场事故的发生。

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当然这些技术是基于数据计算来界定是否出发主动安全功能工作,存在一定的误判或者失效,但这个方向就如同当年模拟化向数字化时代的过渡,汽车上的主动安全设备精度和实际表现都在进步。

ADAS系统开始普及 为自动驾驶铺路

越来越多的车辆,包括传统燃油车以及新能源车型,都开始装备ADAS系统,也就是智能辅助驾驶系统,而且最终实现L5级自动驾驶将是这套系统的努力方向。ADAS的出现,相对于被动吸能的车身安全技术而言,旨在帮助驾驶员完全避免事故,正式开启了汽车安全技术有被动吸能向主动预防进化,进而大幅减少道路交通事故和相关的伤亡。这些系统的反应速度快于人类,能够始终保持警惕,通过持续监控车辆周围环境、提醒驾驶员危险路况,并会采取补救措施,如减速或停车。

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基于摄像头的技术具有更高的可靠性,可适用于多种辅助驾驶应用,例如前视、后视和360º环绕覆盖;基于雷达的ADAS,支持盲点探测和避免碰撞等功能。这些系统结合来自多个传感器(例如摄像头、雷达)的输入,以及这些输入的整合结果,向驾驶员提供最有意义的信息。这些系统的其他部件是实现自主驾驶的关键因素。

目前大部分已经实现的功能包括:LDW车道偏离、FCW前车防撞、PD行人识别、AEB主动刹车等,据美国IIHS(美国公路安全保险协会)的研究,主动刹车系统能减少27%的追尾车祸;盲区监测系统可以让车道变换时的碰撞事故下降14% ;车道偏离警告系统可以减少约21%的致命车祸。

特斯拉 摄像头范围有限

近日,特斯拉model 3的一起交通事故再次引发对于“自动驾驶”的讨论。事情的起因:特斯拉车主称,“正常行驶的特斯拉Model 3,开启AutoPilot完全自动驾驶功能,在深圳南坪快速东行方向道路上行驶,右前方行驶的渣土车突然并道而来,而他的Model 3在自动驾驶系统的控制下,非但没有停下来,反而加速冲了上去。”

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针对此次事故,特斯拉认为,即使开启了自动驾驶系统,为安全起见,车主也要时刻专注于驾驶。“就目前来说,自动驾驶技术还没有达到完美的阶段,对车辆驾驶负主要责任的依旧是驾驶员,驾驶员应该保持对驾驶的专注度。”

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特斯拉官方的回应还是比较客观的,在目前法规范围内,驾驶员完全脱手本身有责任,而我们要说的是目前特斯拉装备的ADAS功能探头还处于早期阶段产品,对于可识别范围等情况都有局限性,基于此的自动驾驶技术显然还不能够覆盖目前复杂的路况环境,驾驶员依然要进行主要判断。庆幸此次事故并非发生人员伤害,也为ADS系统的进步和发展提供了更多现实的参数依据。

飞度 首次采用了超广角探头

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即将于8月上市全新飞度似乎发出了这一信号,ADAS系统或将迎来普及。其所配备的Honda SENSING系统,首次采用了超广角探头,对于前侧方可能发生的潜在碰撞风险进行把控,例如常见的正前方障碍,横向穿行的自行车、行人等,甚至在夜间光线不好的环境下同样具备有较高的可识别性。作为一款合资品牌入门级小型,配备ADAS系统在国内市场尚属首次,也意味着会有越来越多的品牌和厂商将主动安全装备纳入未来的新车中。

通用汽车的Super Cruise

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通用汽车也在进一步推广旗下的Super Cruise,可以理解成是由自适应巡航系统、蓝线保持系统、以及驾驶员注意力保持系统三部分构成。可以协助用户适应特定条件下的高速公路无人驾驶。从2020年开始,通用汽车计划每六个月推出一款搭载Super Cruise的车型,持续到2021年底,这意味着两年内将推出四款新车型。

新能源除了关心续航 电池安全同样重要

新能源发展是大势所趋,尤其以纯电驱动最为广泛,除了提升续航,动力电池组的安全性显得尤为重要。由工业和信息化部组织制定的《电动汽车安全要求》、《电动客车安全要求》和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准发布,将于2021年1月1日起开始实施。

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其中动力电池安全要求标准文件由工信部和宁德时代、国轩高科、卡耐新能源、力神电池、比亚迪、微宏动力以及北汽新能源、蔚来汽车等单位参与起草,此次标准增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

动力电池必须通过包括穿刺、碰撞、浸泡、火烧等13大类的安全试验,严苛的测试远超用户的实际使用场景。各个厂家除了与电池供应商合作以外,也在电池封装技术、BMS电池管理系统方面进行创新,在满足电池安全国家标准的前提下,实现了各具特色的电池安全性。

蜂巢能源的无钴电池

蜂巢能源的无钴电池产品开创了动力电池的新品类,具备容量更高、寿命更长、安全性更好的特性,解决了电动汽车续航、电池衰减和安全三大痛点。蜂巢能源的无钴电池产品,采用叠片工艺,矩阵式PACK设计,能量密度提升5%,循环寿命提升10%,实现0.25s/pcs,同一时间可叠两片极片。

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在实现高续航的同时,蜂巢能源的NMx无钴电池产品已经通过了国标和欧标的全部安全性测试,在安全性能优于三元电池,以热稳定方面为例,轻松通过150℃的热箱实验。蜂巢能源的无钴电池产品开创了动力电池的新品类,具备容量更高、寿命更长、安全性更好的特性,解决了电动汽车续航、电池衰减和安全三大痛点。

比亚迪的刀片电池

比亚迪研发的刀片电池形如刀片,因此得名。其本质上还是磷酸铁锂电池,比亚迪通过匹配磷酸铁锂电池单体结构的扁平化技术和电芯直接成组方案,大幅提升了电池的成组效率和空间利用率。磷酸铁锂电池本身的自燃温度要远远高于三元电池。通过比亚迪特殊的结构设计,使得刀片电池散热面积比较大,所以刀片电池产热的能力相对下降。

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刀片电池采用扁平化铝合金外壳和叠片工艺,具有很高的结构强度,同时比亚迪将电芯拉长,并固定在电池包的边框上,这样电芯既是能量体,又可以作为电池包的结构梁,这种结构设计大幅提升了电池系统耐机械冲击和挤压的能力。刀片电池将磷酸铁锂电池的体积能量密度提升了50%,并且能够轻松通过在国标中已经取消的测试——针刺测试。刀片电池很好地遏制了自燃风险。

荣威R ER6采用大模组封装方式

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荣威R ER6使用NCM523电池组以大模组封装方式,保证电池安全的基础之上进行电池能量密度的扩容。它把多个标准模组打散再集成的定制化大模组方案,大幅减少零件数量以及零件安全连接需求空间,进一步提升集成效率、增强结构强度。实现体积能量密度提升34%,电池包仅靠523电芯,就把能量密度高做到180Wh/kg,与上一代产品相比,质量能量密度提升了15%。 

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电池安全永远具备最高优先级,上汽在ER6设计中选择了成熟稳定的NCM523电芯、硅胶复合材料和玻纤材料组成的双层防火罩,并设置了平衡阀、防爆阀构建疏堵结合的排气通道。通过BMS电池管理系统和热失控报警机制,对电池温度进行实时调控,有效延缓热蔓延过程,降低热失控风险。

总结:汽车依然是日常出行的主要交通工具,日益进步的安全技术和逐渐提高的安全意识,汽车无论是从传统能源时代向新能源时代发展,亦或是从人工操作到自动驾驶进化,车辆本身的安全技术应用以及周边参与交通安全设施的改善,都在保障人类安全出行。相比早期的车身被动安全吸能保护,如今向全面主动安全进化,避免不安全的事件发生成为新的发展方向。

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