鋰電池的電化學特性決定,一旦發生碰撞,電動汽車面臨的有可能是全車斷電、電池爆燃等高風險事故。
當前,國標對汽車電池包碰撞標準的要求是:在電池單體發生熱失控後,電池系統要控制5分鐘內不起火不爆炸。不過,該碰撞法規中,正面碰撞速度限制僅為50km/h,側面碰撞速度僅為32km/h。
而在通常的事故中,車速往往更高,也就意味著,當事故真正發生時,後果可能更惡劣。因而留給車內人員的時間,可能比5分鐘更少。
此時,是否能順利開啟車門逃生,就成了那個至關重要的“生死之門”。
為了這數以秒計的逃生時間,門鎖背後的電子控制機制,無疑成為不可忽視的安全錨點。
其背後所包含的電源與線束保護、車門的應急開啟、甚至最後的機械備份等安全性設計,都值得車企投入大量精力,也值得消費者在眼花繚亂的配置之外,加以關注。

門鎖能開啟的第一步:保護電源與線束,防止斷電
現在市場上在售的絕大部分汽車,採用的都是電子車鎖裝置,支援自動上下鎖、遙控解鎖甚至手機遠端解鎖等功能。
車輛行駛上路後,輪速感應器檢測到速度超過20-30km/h時,車輛會自動上鎖。所以行駛中的車輛,通常都是上鎖狀態。
實現這些功能的基礎,就是門鎖控制單元接入了汽車的車內控制器的區域網。
這是一個近似心臟與全身血管的結構。蓄電池是心臟,車輛主控制器與電源之間,由俗稱“硬線”的正負極電線連線。

主控制器與次級控制器或功能件之間便是支援區域網的通訊線,以及部分更細一級的硬線。
部分高安全等級的功能件,還會佈置冗餘電源,或是冗餘線路。
簡而言之,蓄電池是這套機制的源頭,如果蓄電池被撞毀,那麼全車絕大部分功能都將失效。
當然,電動汽車的蓄電池是相對安全的。
由於沒有發動機,電動汽車的蓄電池大多位於後備箱與後排座椅之間的位置,受B柱C柱雙重保護,安全性普遍較高。
如果在蓄電池沒有損毀情況下,全車依然出現斷電現象,那麼大機率便是汽車線束遭到了破壞。
“線束的做法,在汽車行業其實是比較成熟的。比如線束跟尖銳金屬物保持距離、線上束外部增加膠質保護層等”,有車企研發人士告訴36氪,“有區別的,就是用料了”。
汽車線束的保護材料,通常分膠帶、波紋管、熱縮管、纏繞管等幾類。波紋管成本在幾十到百元不等,纏繞管由於有更好的耐腐蝕性與抗震性,其成本至高上千元。
“所有車企都會上保護層,但問題就是,上的是什麼保護層。波紋管和波紋管之間也是有價格和效能差距的”,曾就職於多家車企的研發人士告訴36氪。
“現在都在追求降本,已經有一些車企線上束保護材料上做減法了”。
這其中,高階合資品牌往往更有安全堅持,傾向於更加安全的選擇,國產品牌則還需加強。
根據以上論述,如果蓄電池或對應線束被破壞,如車門鎖這樣的“救命鎖”,是否就直接失效鎖死了呢?答案是肯定的,控制車門鎖的元件是一枚電子裝置,假如徹底斷電,該電子裝置無論如何都無法再起效。
所以工程師們的做法便是:搶在斷電之前,迅速開啟門鎖。

第二步:碰撞後,車門得自動彈開
這種“與死神搶命”的做法其實不是新鮮事,安全氣囊便是一個例子。
每輛汽車都裝配了若干個碰撞感測器,這些碰撞感測器在感知到車輛發生嚴重碰撞的瞬間,會在毫秒級的時間內,向車輛發出上百個訊號。安全氣囊的點火裝置接收訊號後,會迅速點火,引爆車內氣囊。
以上全鏈路,通常會在20-30毫秒,也就是0.02-0.03秒之間完成。
這個過程,既需要高精度的碰撞感測器,也需要功能件上有響應速度足夠快的接收器。在安全氣囊上,這些配置已然預定俗稱。
但絕大部分車企的汽車門鎖,沒有使用如此高效能的接收器與執行器。
以安全氣囊為例,包括感應器與控制器在內的整套鏈路,目前價格在3000元到上萬元不等。價格越高,其響應速度自然更加優秀。
“貴的車,不一定用的就是好的安全裝置,同一家車企不同型號的車,安全裝置也是不一樣的”,有供應鏈人士告訴36氪,“如果你覺得,這個車看得見的部分,就已經物超所值了,那麼它就可能在你看不見的地方省錢減配了”。
汽車線束做同等保護,但保護材料強度弱一些;汽車門鎖有同樣的應急鏈路,但使用的感測器慢一些。
在價格戰激烈的當下,車企從各個零部件上“摳”下來的一點點利潤,便會讓事故當下的駕乘人員多一分危險。
“不過,已經有一些國際大牌的燃油車,考慮在門鎖上用更頂尖的感測器了”,該供應鏈人士向36氪透露。
至於為消費者廣泛詬病的隱藏式門把手,與事故當下車門是否可以自動彈開,幾乎沒有任何直接聯絡。門把手只是一個控制選項,車門開合實際受控於物理鎖結構,而這個結構在汽車行業幾乎已經不存在斷層的技術壁壘。
也就是說,只要車鎖自動解開,連線車門的鉤扣便可以實現物理斷開,讓車門自動開啟。

最後防線:主駕內側的機械門把手
假如事故後車輛迅速斷電,且門鎖沒有自動解鎖、車門並且自動彈開,車上人員就沒有一線逃生可能了嗎?
“機械結構是安全的最後防火線,做這一行的,都知道要留一條純機械結構”,一位功能安全工程師告訴36氪。
美國聯邦機動車安全標準明確要求,車門鎖系統需具備機械解鎖功能。中國《機動車執行安全技術條件》雖然沒有明確提及“機械把手”,但也隱含要求了,車門在斷電或電子系統故障時,仍需能透過機械裝置開啟。
“車內四個車門,每個廠家的考量各不相同。但主駕內側的機械門把手,無論如何都是可以被開啟的”,該工程師告訴36氪。
在這道最後防線中,唯一不同的是,如今新能源車的機械門把手位置不盡相同。
有些位於車窗控制鍵的前部,有些位於門板儲物槽前部,還有些位於門板儲物槽的頂部。一位來自老牌車企的功能安全負責人向36氪感嘆,“救命的裝置,怎麼能放在如此隱蔽的位置呢?”
當然,上述所有一切的前提是,車門未被碰撞至嚴重變形,車門與門鎖一旦變形,便只能透過切割車門施救。
出於對智慧駕駛的熱衷,大部分中國新能源品牌都更注重主動安全。第一道防線的建立,的確預防了許多事故,拯救了很多家庭。
但電動汽車最特殊的一點便是,一旦事故無法阻止,便有極大可能發生電池爆燃,導致整車燒燬與人員傷亡。
被動安全,同樣應該受到足夠重視。高階合資品牌在這方面,往往做得更好。
賓士人士向36氪表示,“被動安全的很多測試,其實我們也是在模擬系統中進行的,不可能拿成百上千輛真車去撞”。
“但我們從事汽車研發的時間足夠長,我們的使用者和經歷過的事故都足夠多,我們非常瞭解,哪些地方值得做大量的安全工作”。
36氪還採訪多位供應鏈人士,他們向36氪表示,“工業產品,不可能做到完美六邊形。要耐用就得降低部分效能,要求效能高安全性高,就得提升價格”。
“一般來說,國際大牌子更關注安全,安全達標了,再看造型價格噪音等等,但國內不是,很大一部分廠家以價格和耐用優先,還有一部分很新的車企,甚至不知道什麼是六邊形評價,有點胡亂要求指標的意思”。
總而言之,降本增效的前提,永遠應該是安全。



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