百年技术难题,难倒国内外汽车工程师,为何哪吒才是最佳方案?

既然A柱有盲点,为什么不将其设计成透明或者半透明的?

“我当时买兰博基尼也是出于这个考虑,A柱宽视野窄,后来买了新大洲本田CBF190TR,什么柱都没有”。

百年技术难题,难倒国内外汽车工程师,为何哪吒才是最佳方案?

玩笑归玩笑,段子归段子。

今天我们主要讲汽车上的A柱,每次看到汽车碰撞视频,很多人都习惯去看其A柱弯曲程度,以此来衡量一辆车的安全性能。

殊不知,据统计我国每年因A柱盲区导致的车祸占到了占到了总数的30%,显然已成为汽车最大的安全隐患之一。

百年技术难题,难倒国内外汽车工程师,为何哪吒才是最佳方案?

一直困扰汽车安全工程师的无碍乎是A柱在安全方面的重要性。

众所周知,汽车车身有8处极为重要的结构性部件,分别是左右两侧的A、B、 C柱以及底盘下方的两根后纵梁,简称“两梁六柱”。

当车辆发生碰撞时,这八处结构部件承担着吸收和分散力的作用,同时从材料上来看基本都是900Mpa以上的高强度钢,为整车最硬部分。

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而A柱在正面碰撞中起着非常重要的作用,它要保证在碰撞后整个乘员舱的完整性,所以想要消除A柱的盲区,只能是在材料选择、表现形式或者现代科技手段方面下功夫,以现在的被动安全技术不可能在常规车辆中取消A柱。

一、A柱可选择透明材料吗?

问题来了,A柱能不能使用透明材料,在保证碰撞安全的同时也不影响其视野安全。

目前,市场上能见到的有超高强度钢车身、全铝车身、碳纤维车身,无论哪种材料都无法做成透明的。

再补充一点,全铝车身虽然重量仅为钢制车身的70%左右,刚性较强,同时安全性燃油经济性都要比钢制车身更强,但是车身比钢制车身更脆,不仅制造成本高,后期维修成本也高,碰撞后基本都是整块整块的换。

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而一般高端跑车上采用的碳纤维车身,强度高于超高强度钢2倍以上,比铝轻30%、比钢轻50%,强度却是钢的7至9倍,优点多多,但是成本极高,注意是极高!

虽然重量极轻、吸震能力优秀、舒适性高,但表面硬度不佳,当施予之外力高于其破坏强度时,会造成断裂,也因为这个原因,碳纤维具备了在发生碰撞时强大的吸能表现。传统的钣金修复工作,对于碳纤维车身并不适用,发生碰撞后产生的形变部件,同样也是以更换为主。

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所以,目前大量使用的的还是高强度钢结构,刚性高、制造成本低、维修成本低、工艺技术成熟。

既然普通材料不能既保证安全又低成本,同时还不能实现透明,那么有没有新型材料呢?

答案是有的,聚碳酸酯板。

聚碳酸酯板也就是常说的PC板,耐高温、高强度、高透光、阻燃、隔音、高防冲击性能等优点。

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如果用来做A柱,岂不是美滋滋?安全又没有盲区。

但仍有难点。

一是设备和原材料成本高:PC板的生产工艺为挤出成型,所需主要设备为挤出机,因为PC树脂的加工比较困难,所以对生产设备要求较高。国内生产设备大多是进口的,其中大部分来自意大利、德国和日本。而所用的树脂大多是从美国的GE公司和德国的Baver公司进口。

二是生产工艺难度大:目前聚碳酸酯板基本都是板状,类似汽车A柱的柱状,工艺技术难度更大。

三是车身连接困难:白车身一般都是金属材料,所有大多使用铆接或者焊接,而聚碳酸酯板无论是铆接还是焊接显然都不合适,即便是使用非常规操作链接,在连接处的强度也可能大打折扣。试想,碰撞发生时,A柱虽然没被撞弯,但发生脱落,乘员舱安全一样不能保障。

所以,从目前来看,选择透明或半透明材料做A柱,还行不通。

二、表现形式的变化可减少部分盲区

工程师为此也想了很多办法。

在2001年沃尔沃推出的安全概念车SCC上,在不影响车身刚度的前提下,对A柱的镂空设计提高了驾驶者的可视性。同时,B柱的特殊设计也使得侧后方的盲区减少。

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当然,镂空式的A中设计并不能完全消除盲区,而是使人们通过数个小孔看到的画面补充出剩余的画面,将A柱的盲区的在保证安全的前提降到最低。

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不过,这项技术还一直存在于概念车上。即便是量产之后,我相信众多人的审美还是更加倾向于完整A柱的车型,而非镂空。

而现在最常用的方法就是在保证安全性能的前提下,将A柱设计得更细,尽可能的减小盲区影像,有些车型在A柱下方多设计一个三角窗,以增加行车视野。

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当然,最极致的设计还得是法国人。在国内进口销售的一款雪铁龙C4毕加索,它的A柱由两个细小的A柱和一个小窗组成。小窗相当大,柱子特细,完美的解决了A柱造成的视野盲区。

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这样的设计虽然解决了部分盲区的问题,不过在安全性能方面还是待提升。

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所以,从目前来看,无论是镂空还是三角窗的设计,都只能解决部分视野盲区问题,同时也可能是建立在牺牲安全的基础上。

三、现代科技支持,捷豹录像投影、丰田物理折射

2014年,捷豹推出360°虚拟城市风挡,让汽车的A、B、C柱不再阻挡视线,实现360°的全景视野,因此被称为“透明A柱”。

实现该功能的技术手段就是A、B、C柱内表面带有屏幕,实时显示位于车身周围ABC柱相应盲区里的摄像头所拍下的图像。借助先进的高清抬头显示技术,关键信息会在相应位置着重呈现,如盲区内的行人、自行车和其他车辆的四周会带有高亮度圆圈标记。

但是,直到现在也没有在量产车中搭载。

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丰田此前也申请过让“A柱变透明”的专利,通过折射可见光原理,将A柱这种不透明物体变成"透明",使整条A柱都处于可见状态。

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不过,同捷豹的360°虚拟城市风挡技术一样,量产车型都还未搭载。

无论是捷豹的录像投影还是丰田的物理折射,它们都有一个共同点:均是利用现代科技手段将原本不透明的A柱变得“透明”。这个思路也将是未来A柱盲区减小的主要方向。

四、AR+柔性屏,合众首先量产“透明A柱”

2018年,一家名为哪吒汽车的造车新势力在乌镇发布概念车Eureka 01,其车身搭载的AR-View行车系统让A柱实现了真正的“透明”。

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AR-View行车系统主要由对外视觉感知子系统和对内OLED柔性屏子系统组成。

OLED柔性屏安装在A柱内侧,无缝链接A柱内饰,在不牺牲A柱坚固性的情况下,通过现实增强技术,也就是我们熟悉的AR技术,实现A柱的可视化。

2018年概念车搭载,2020年已经实现量产车搭载。

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3月21日,哪吒汽车第二款量产车型上哪吒U正式上市,A级纯电SUV、500km+续航、13.98-19.98万元,亮点很多,但最亮还是“透明A柱”。

概念车Eureka 01的AR-View行车系统在哪吒U身上以量产,配合自主研发的智能软件算法及外部高清摄像头,哪吒U实现了A柱透明可视化,不仅屏幕图像与实景拼接得很好,而且图像会随着驾驶者头部的位置而自动调整角度,最大程度上实现显示画面和实景融合的效果。

百年技术难题,难倒国内外汽车工程师,为何哪吒才是最佳方案?

百年技术难题,哪吒方案或许可取。汽车发展百年,A柱盲区也一直困扰工程师,无论是沃尔沃概念车SCC的镂空设计还是雪铁龙C4毕加索的大三角窗设计,都是车企在A柱难题的方面的技术探索。

而丰田、捷豹则是在探索的过程中利用现代技术呈现出“透明A柱”美像。最终百年难题在哪吒U上被化解,通过A柱上加装屏幕的方式实现A柱“透明”,或许这就是在找到合适材料之前最好的解决办法。

最后,笔者还想说:在2012年的日内瓦车展上,兰博基尼发布了一款名为Aventador J的特别版车型。Aventador J全球仅限量1台,没有车顶、没有前档、没有A柱,全球仅一台,售价210万欧元。

百年技术难题,难倒国内外汽车工程师,为何哪吒才是最佳方案?

A柱宽、视野窄,不是你不买兰博基尼的理由。


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