新知｜浅谈汽车安全技术发展历程（上）

新知｜浅谈汽车安全技术发展历程（上）本站　　从上篇文章投票结果可以看出，绝大多数的人士支持“高级辅助驾驶及自动驾驶能力”，另外“智能交通科技能力及安全能力”也是大家所期待的

　　从上篇文章投票结果可以看出，绝大多数的人士支持“高级辅助驾驶及自动驾驶能力”，另外“智能交通科技能力及安全能力”也是大家所期待的。

　　通过上篇文章投票结果可以看到大家对汽车安全方面其实还是比较关切的，因为无论是高级辅助驾驶、自动驾驶，甚至是智能交通等方面，在设计初衷里都包含了让汽车保证安全的情况下快速通行，最终实现汽车“零事故、零伤亡”。

　　那么，汽车从19世纪诞生发展至今100多年的历史中，其安全方面的技术都是怎样的呢？今天小编就和小伙伴们聊一聊汽车安全方面鲜为人知的事情。

　　实话说，汽车上与安全有关的技术还是蛮多的，小编也只是选择其中具有代表性的一些技术，从而在整体的路线方向上进行一个粗略的划分。

　　1886年1月29日，德国工程师卡尔·本茨制造了世界上首辆使用汽油作为燃料的三轮汽车，他的专利申请被批准这一天，历史上称作现代汽车的诞生日。

　　汽车刚诞生之初，最重要的也是设计者最重视的更多是发动机的安全性，以及能否顺利的行驶等方面的因素，但在还是以马车作为主要交通工具的年代，汽车能不能被市场认可并且大规模量产反而是更加重要的。

　　据说汽车发明者卡尔·本茨当时也看不太清汽车未来的发展，反而是他的夫人贝尔塔·本茨却坚信丈夫的发明是跨时代的，于是在1888年8月某天，本茨夫人贝尔塔开着奔驰汽车返回了一百多公里外的娘家，用事实证明了本茨先生这一伟大的发明。

　　而后一直到20世纪30-40年代左右，汽车制造商们持续对车辆性能的优化也间接的提升了一部分的汽车安全性，例如：单层风挡玻璃更换成了夹层风挡玻璃；车辆安装了备用制动系统；别克汽车上启用了首款转向信号灯等安全设备。最为重要的一点是刹车制动器由早期的鼓式发展为了现今的盘式制动器，驻停可靠性得到了极大提升。

　　汽车被动安全，是指在车辆自身拥有在交通事故发生后能尽量减小人身损伤的安全装置，包括对乘客和行人的保护。虽然被动安全装置不能防止或避免事故的发生，但是它们可以在事故发生时，最大程度地减轻人身伤害程度。这个时期最重要的两项安全装置是“安全车身结构”及“安全带”。

　　1951年，被誉为汽车被动安全之父的贝拉·巴恩伊（Béla Barényi），在专利申请中首次提到安全车身结构，即：通过车身前部的变形来吸收碰撞产生的能量，从而最大程度降低对车内乘员的伤害。在随后的数年中，巴恩伊把他对被动安全的设想和未来车身设计联系在一起，坚固异常的乘坐舱、采用弹性材质的车头和车尾、有缓冲作用的纵梁结构、带挡板的方向盘、安全转向柱、可下沉式雨刷器等等具有开创性的设计逐步成为现实。其中多数设计至今仍被沿用。

　　在被动安全被提出后，各大厂商也都在车身结构上拥有自己的设计以及专利，同时各国有关部门的安全评级机构所进行的碰撞测试也可以有效的证明车身设计的安全性。

　　碰撞测试还可以模拟车辆在不同角度下的交通事故，查看汽车的变形情况、安全气囊的弹出和车厢内装满传感器的假人受到冲击的大小来判定上市销售的车辆是否安全。直到今天，碰撞测试的结果仍是我们购车时所关注的指标之一。

　　其中，世界上主流的碰撞测试权威安全评级机构有：欧洲的E-NCAP，美国的IIHS以及NHTSA、国内有C-NCAP和中保研、日本有J-NCAP。

　　现今汽车工业的发展，使得汽车安全性较之前有了大幅度提升，如下图美国IIHS机构为1959年和2009年的两台雪佛兰轿车所做的碰撞测试对比可以看出，汽车车身结构的安全性在这50年的跨度下有着非常明显的进步。当然，其他的品牌也都随着时间的发展不断的提升着安全性。

　　该三点式安全带，是由当时担任沃尔沃汽车公司首席安全工程师的尼尔斯·博林设计，而此后的安全带广泛应用，更是让无数人因此在车祸中幸免于难。可以说，在100多年的汽车发展史上，三点式安全带是汽车安全应用方面最为广泛，最有深远意义的安全创新技术。

　　如今，大多数汽车上都配备了安全带预警装置，如果车上人员未系好安全带，则安全带预警系统就会不断的发出提醒。这里，小编强烈建议小伙伴们，在车上时无论在前排还是后排座位，均应系好安全带！

　　汽车主动安全，是指在任何状态下都能够让驾驶员有效控制车辆，从而避免发生事故的各类设施、设备。另外，主动与被动安全的区别简单来说，就是可以主动避免交通事故发生的装置叫主动安全装置；而汽车发生事故之后，可以减少事故损失的设备就是被动安全。

　　随着上述阶段的发展，汽车制造商也在被动安全的基础上应用了主动安全的技术，但是在主动安全的初期还是以更偏机械性的主动安全技术为主，为此我们称之为V1.0时代。

　　这个时期具有代表性的技术有：制动防抱死系统（ABS）、安全气囊（SRS）、胎压监测（TPMS）、车身电子稳定控制系统（ESP）。

　　1970年，克莱斯勒为旗下的豪华轿车——帝国（Imperial）装备了最早的车用ABS防抱死系统。

　　制动防抱死系统ABS（Anti-lock Braking System），是汽车安全发展过程中十分重要的安全性技术之一，顾名思义，就是为了避免汽车路遇地面积水或结冰等其他各类情况，汽车的突然刹车所造成的失控问题，从而让车轮在刹车时不被锁死，一秒钟能点刹60-120次，最大程度上减少刹车距离，同时让驾驶者能够更有效地控制方向盘转向，降低了侧滑或打转的机率。

　　随着数字电路和大规模集成电路迅速发展，许多家公司相继研制了形式多样的ABS系统。1978年，奔驰与博世研究发表的电子ABS系统被安装在奔驰S级（W116）汽车上量产，这也成为了全球首款搭载电子化ABS系统的车款！自此，ABS也从机械式过渡到了电子化，并成为现代汽车上不可或缺的三大安全辅助系统之一！

　　安全气囊可以说是汽车主动安全最重要的技术之一，第一款配备安全气囊的车型是奔驰在1981年推出的旗舰车型W126，所配备的SRS（Supplemental Restraint System）安全气囊也是现代安全气囊的雏形。

　　如今，我们汽车上基本都标配了电子安全气囊（electronic control of safety airbag），当安全气囊与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护。在汽车相撞时，汽车安全气囊可使头部受伤率减少25%，面部受伤率减少80%左右。

　　注：值得注意的是，由于安全气囊是在汽车内使用，因此我们平时应注意不要撞击和敲打装有安全气囊的部位，这样有可能会造成安全气囊意外弹出；同时，应避免在装有安全气囊的位置使用大量水清洗，可能会造成内部电子器件故障或安全气囊“引燃气体发生剂”受潮而导致无法正常弹出。

　　现今，我们对安全的意识更为强烈，不仅在车内不同部位增加了安全气囊进行防护，还不断改进着安全气囊的织物材料、点火器、传感器等技术。更有意义的是，安全气囊应用场景还拓展到了其他领域，如下图所示的“3D立体防护衣”可以用于老人防摔，摩托车驾驶员防摔等多场景。

　　不过小编认为随着科技发展，说不定“大白”这样拥有“安全、医疗、温暖人心”的“超级安全气囊”智能机器人还是有可能制造出来的，让我们拭目以待吧！

　　轮胎对于汽车安全而言有着无以伦比的重要作用，据交管部门统计，每年发生在高速公路上的交通事故约有46%是由于轮胎发生故障引起的，其中发生爆胎所引发的事故约占70%。为此，可以对轮胎气压实时监测、预警和保障行车安全的胎压监测(Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS)这种汽车主动安全系统也逐渐被人们所熟知。

　　胎压监测功能不仅可以预防汽车爆胎事故的发生，还能延长轮胎的使用寿命。除此之外，胎压监测还可以保持车辆的燃油经济性以及减少悬架系统磨损。在如此多的优势下，一些发达国家对于TPMS早已立法和普及。

　　而我国也于2020年1月1日起正式实施强制性胎压监测法规《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》（GB26149）。

　　目前胎压监测模块已经芯片化（即：TPMS芯片），例如四维图新旗下汽车电子芯片设计企业杰发科技AutoChips就拥有国内首颗自主设计完成的车规级TPMS芯片AC5111，现今AutoChips第二代全集成胎压监测芯片AC5121也已经应用在多款车型当中。

　　胎压监测系统是继安全气囊和ABS之后，第三个立法的汽车安全技术，也被称为是第三大汽车安全系统。

　　科技进步是永无止境的，就如上面小编有提到过的ABS制动防抱死系统，虽然极大地提高了车辆制动稳定性，但是后来发现ABS是无法解决低附着路面上车辆起步和加速时出现的车轮打滑问题。因此工程师们将车身电子稳定性控制系统这种电子装置引入进来，进一步对制动防抱死和牵引力控制功能继承和扩展。

　　1995年，有3家汽车公司同时推出了ESC（Electronic Stability Controller）车身电子稳定性控制系统。不过不同的汽车厂商对车身电子稳定控制系统的叫法可能有些不同，比如：

　　TCS：牵引力控制系统，作用工况通常为低附路面车辆，驱动轮滑转，TCS发出请求发动机降扭同时轻微施加制动，使得车辆平顺起步；

　　VDC：车辆动态稳定控制系统，主要通过对单个车轮主动增压以纠正车轮的不足转向和过度转向。TCS和VDC属于主动增压，即不用施加制动踏板力即可以对制动管路施加压力。

　　虽然各家叫法不同，但是其目的都是一样的，就是通过上述各功能及相应传感器所采集到的数据，再通过电脑进行计算，得出车的身状态后与存储器里面预先设定的数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作，以保证驾驶员有效控制车辆。

　　所以我们从ABS到ESP的发展中也可以看到，汽车安全功能的数字化趋势已经凸显，尤其是在近些年的辅助驾驶功能的推出，更智能化的安全技术已经越来越多的实现了。我们称之为主动安全+被动安全V2.0时代。

　　最后，小编也想知道大家对智能汽车哪些安全方面的功能最期待呢？您的选择和留言内容，小编会着重为其解析，敬请期待吧！