兩噸重的車不是消費電子產(chǎn)品,成本不能只用在看得見的地方。
文丨龔方毅 趙宇
編輯丨龔方毅 黃俊杰
新能源車高速撞擊幾乎必然導致鋰電池擠壓、電芯破損,最終燃爆。這是物理、化學決定的必然。
可以改變結局的是,讓車門在車禍后可以打開,給及時趕到的救援者留下?lián)尵壬臋C會。遺憾的是車門無法打開屢屢發(fā)生。
這是新技術帶來的新風險。燃油車時代,門把手基本是純機械結構。車禍后只要門不變形,就能正常開門。新能源車流行的隱藏、半隱藏式門把手更好看,但也讓開門變得依賴電子系統(tǒng)。
技術上有解決方案。一汽-大眾工程師張超告訴《晚點 LatePost》,無論是 20 年前的車還是以后全隱藏門把手的車,大眾始終保留與門鎖直連的機械拉線。類似的,長城汽車采用隱藏式門把手的車型,也配備了機械拉線鎖。
更安全的設計也更貴,據(jù)兩家大型合資企業(yè)的采購和工程師估計,增加機械裝置需要每車增加百元左右成本。另一種解法是多帶一個備份電源,減少因車輛斷電而無法開門的幾率,新增成本也是百元左右。但如果最初設計時沒有決定多花這些錢,事后要改造已經(jīng)交給消費者的車就不會這么便宜。
當然,在極致降本的大環(huán)境下,一個部件增加幾十、上百元的 “冗余” 設計,一旦乘以幾十、上百萬輛的產(chǎn)量,也是幾千萬、上億的成本。
門把手再電子化,也不能被變成簡單的電子按鈕
燃油車時代,車禍后打不開門,多因 A 柱或車門嚴重變形。近年幾起引發(fā)熱議的新能源車事故中,警方通報均未提及車門變形。問題更可能出在隱藏式門把手的電子系統(tǒng)失效:把手無法彈出,或門鎖無法解除。
現(xiàn)在 10 萬元以上的車型能感知碰撞并自動解鎖車門,但解鎖不等于打開。就像指紋鎖解鎖后門不會自動彈開,車門也需要手動拉開——這是為了防止翻滾時乘員被甩出車外。
問題有時出在最后一步:車身結構承受住了撞擊,門也解鎖了,但更復雜的隱藏/半隱藏式門把手失效,無法完成最后一拉。
新能源車的隱藏式汽車門把手可分為全隱藏式和半隱藏式兩種。全隱藏式可以完全嵌入車身,彈出后才能拉動開門;半隱藏式指門把手部分外露,用戶可以直接握住并拉動開啟車門。
它們都比傳統(tǒng)機械門把手貴。最貴的全隱藏門把手因為有更多的電子系統(tǒng),成本可以三倍于半隱藏式門把手,每車千元左右。
無論門把手長什么樣子,開門基本是兩種方式:
機械:拉動門把手,通過拉線直接帶動鎖體與鎖扣分離——純物理結構,不依賴電力。
電控:門把手更像鼠標按鈕,拉的時候觸發(fā)微動開關,發(fā)送電信號,由電機驅動鎖舌開啟。整個過程依賴車輛供電和電子系統(tǒng)。SU7 半隱藏式門把手是類似設計,YU7 則多了一套機械結構。
相比傳統(tǒng)機械解鎖方式,用電信號解鎖和開門的車型存在更多風險點,主要有兩類:一是低壓電源失效,導致平推式全隱藏門把手無法彈出;二是車企在設計之初就未保留車外機械解鎖結構,且只能通過電信號開門,這與門把手是什么樣子沒有關系。
解決問題的辦法不算少,單車額外增加的物料成本一般在百元左右。
首先是增加冗余電力系統(tǒng)。至少有三種解決方案:一是在車門的控制器上加裝超級電容,二是在門鎖內(nèi)部集成超級電容,三是在域控制器中增加備用電源。
這三種方案都是為了給門鎖系統(tǒng)持續(xù)供電,盡量讓全隱藏式門把手在極限情況下能彈出來,讓用電信號解鎖、開門的門把手能正常使用。
《晚點 LatePost》聯(lián)系多個汽車品牌的工程師、采購負責人,他們告訴我們?yōu)檐囕v增配低壓電源的成本在百元上下。
其次是在硬件設計上保留機械冗余,讓用戶在緊急情況下可通過機械拉線打開車門。多數(shù)車企已經(jīng)在這么做,但仍有少數(shù)車型缺乏外部機械解鎖結構,導致事故發(fā)生后,熱心路人甚至消防人員都無法開門施救。
這也要額外成本。比如奧迪 Q6L e-tron 的半隱藏式門把手, 在緊急情況下會彈出一個塑料拉繩,方便外部救援人員開門。
奧迪 Q6L e-tron 的半隱藏門把手內(nèi)置微動開關,事故發(fā)生后彈出拉繩。
一家大型合資品牌車企的工程師向我們解釋稱,微動開關方案從外觀看只是一根帶端頭的紅繩,但車門內(nèi)要安裝彈簧、電機等硬件,才能在撞擊后自動釋放紅繩,此外在軟件方面,車企還需要在 PCB 板上增加控制單元和邏輯端口,涉及電控芯片等額外成本。
“從單個部件看,增加的繩、線束、馬達、彈簧,加上控制器、PCB 板改動和控制邏輯匹配,整車增加五六十塊錢肯定是有的?!?他說。
而車外門把手必須配備機械解鎖,已寫進了最新公開征求意見的汽車門把手強制性國標里。
每個車門(不包括尾門)應配置具備機械釋放功能的車門外把手,系統(tǒng)的設計應滿足在鎖止裝置處于鎖止狀態(tài)時,發(fā)生不可逆約束裝置展開或動力電池熱事件等事故后,非碰撞側車門應能在不借助工具的情況下,通過車門外把手開啟車門。
對此,一位資深汽車行業(yè)人士評價稱,新規(guī)能夠促進行業(yè)統(tǒng)一隱藏式門把手的操作方式和應急開啟方式,減少用戶學習成本,為開門和救援提供確定性的安全保障。這將倒逼部分采用 “純電子” 門把手的車企更改設計。
做好充分的測試和驗證同樣重要,成本更難量化。張超告訴我們,由于采用了更嚴格的內(nèi)部標準,大眾需要使用更高規(guī)格的零部件,導致其隱藏式電子門把手的 BOM 成本高出行業(yè)平均水平 20% 左右 —— 這還沒有考慮攤薄驗證和測試成本。
汽車要迭代,但它畢竟不是個消費品
隱藏式門把手的流行,源頭要追溯到特斯拉。2012 年 Model S 發(fā)布時,車門光滑、一體,車主接近就自動彈出把手,體現(xiàn)出車的智能。直到今天,它仍然是新能源車最顯著的視覺符號之一。
消費者也習慣了更干凈、簡潔的設計理念,設計師和工程師在車內(nèi)車外都用電子器件換掉那些代表舊勢力的東西:空調旋鈕、物理按鍵、車內(nèi)外傳統(tǒng)后視鏡……所謂的軟件定義汽車。
這與過去十年消費電子的主導邏輯一脈相承 —— 讓設計更簡潔、讓用戶 “感覺不到機械存在” —— 為了時刻做到這一點,快速迭代的理念也被承襲了下來。更少的機械結構也大幅縮短了驗證、實驗周期。
傳統(tǒng)車企在這方面保守得多。汽車行業(yè)有成熟的質量管理體系——IATF 16949,其中一個核心工具是失效模式與影響分析 (FMEA),在設計階段,預判產(chǎn)品可能的失效模式——比如碰撞后斷電、門把手無法彈出——并提前設計冗余方案規(guī)避風險。理論上,每個零部件都應該經(jīng)過這套流程,確保單點問題不會造成嚴重后果。
據(jù)張超介紹,大眾對電動隱藏式門把手的測試標準要求和傳統(tǒng)機械式門把手一樣:開關 10 萬次;外把手能承受 1000 牛拉力(相當于 100 公斤物體的重力),內(nèi)把手為 35 公斤,且在高溫和低溫環(huán)境下都滿足標準;電動門把手驅動電機的往復次數(shù)需要達到 15 萬次。
長城汽車專業(yè)工程師趙晨輝告訴我們,在設計層面,長城會考慮低電壓和斷電可能對整車造成的影響,對蓄電池和保險絲盒的布置均有規(guī)范要求。在驗證層面,長城前期會用仿真手段分析,防止碰撞導致通訊中斷;做碰撞實驗時,還會逐一檢查車輛的低壓電路、車門打開、門把手彈出等情況。
一些供應商也應客戶需求,在開發(fā)更安全的隱藏式門把手解決方案。例如,汽車零部件廠商 ITW 依工汽車集團借鑒汽車安全帶的慣性鎖原理,在車輛發(fā)生碰撞時,全隱藏式門把手總成內(nèi)置的鋼球會因慣性釋放彈簧,從而自動彈出并保持門把手的展開狀態(tài),不再依賴電力驅動,確保救援人員能夠快速發(fā)現(xiàn)并執(zhí)行操作。
所有這些成本都花在平時看不見的地方,不能像手機、電腦發(fā)布會上的參數(shù)表一樣激起購買欲,還可能因為測試、驗證拖慢 “迭代” 速度。
兩噸重的汽車終究不是消費電子產(chǎn)品。一臺車的使用周期五到七年,因缺少驗證導致的設計失誤難以逆轉。OTA 也無法修復一場事故的傷害。技術應該進步,代價不必如此慘烈。
題圖來源:Buried(2010)
李安琪對本文亦有貢獻。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.