从小米 SU7 门把手之殇看车门安全设计规范

最近成都小米SU7爆燃事故在圈内外引发了关于车门安全的大讨论,关注的焦点似乎都落在门把手上。感觉车门安全问题到了刻不容缓的时候,于是我翻看了一些资料,也看了不少网友的评论,形成了一些看法。感觉这事儿还有些门道的,遂和大家分享一下我的看法,仅供参考。

事先声明,我没有要针对小米SU7的缺陷发表评论的意思。我只是想和大家聊聊,什么才是好的车门安全设计?

车门安全究竟有没有设计规范?

当我问出这个问题时,我的直觉告诉我应该是没什么设计规范的。毕竟连极氪X和特斯拉CyberTruck这样的无门把手(只有电子按钮)的车都能量产,足见在车门安全设计规范这块,全球范围内其实都算比较自由的。

秉持严谨的态度,还是去搜了一下。

首先映入眼帘的,是最近大热的《汽车车门把手安全技术要求》强制性国家标准(就是讨论车门必须配备带机械释放的内外门把手的那个),因为它目前还没实施,先略过。

然后我的搜索范围就只能回落到全国汽车标准化技术委员会制定的中国汽车行业标准(QC)和国家标准(GB)了。该协议簇分为强制性标准和推荐性标准,不过和车门安全设计有关的可能只有编号为QC/T 323–2007的《汽车门锁和车门保持件》这个推荐性标准。然后大概浏览了一下,该标准也只是在抗老化等电气/物理指标方面提出了量化标准,并未见对车门安全设计的范式提出了要求。

然后我还找到了两篇正面下结论的新闻报道:

这两个权威媒体的报道,都很确定地在表达一个事:当前,针对汽车车门把手,国外暂无相关标准,国内现有相关标准仅对门把手的耐久、强度、耐高低温、耐振动等提出了技术要求。至此基本印证了我前述“车门安全的确没有设计规范”的猜想。

需要额外说明的是:没有标准并不一定是坏事。标准过多会导致行业畏首畏尾,这会抑制创新。另一方面,需要理解的是,即使是行业技术委员会,在认知上也不会是全知全能的。故对于强制性标准,制定原则都会是“能少则少”,特别是在整个行业都在摸索前行的时期,更是如此。

所以读者无需因为“没有标准”,就立即持负面评价。

什么才是好的车门安全设计规范?

正是因为车门安全设计规范还未形成,所以难怪网上的讨论毫无休止,责任认定也讲不出个所以然来。

既然如此,那我们不妨先来大胆地假设一个规范?至少先理出一个设计骨架,把概念统一一下,讨论起来才可以有的放矢不是。

讲到车门,我们不能否认的是,首先它得是个门,然后才是车上的门。

所以,首先它应该具备门的基础安全属性。然后,它还需要具备应对汽车场景中行车意外的突发应变能力。

于是,首先它得认主。然后,它不能给主人添麻烦,影响主人通行。最后,也是最重要的,在关键时刻,它还懂得适时放手,主动放弃认主。

老实说,看到这个岗位需求,如果我是这个门,我估计我会疯。但有道是“你不干有的是人干”,哪怕很难,有解就行。

本质上,第一个要求,对应的是“锁”的概念。第二个要求,讲的是“门”的概念。第三个要求,则是当下大热的“碰撞自动解锁”。说出来可能会让人费解,但这三个概念,本质上其实是分层的,是相互独立的:毕竟,有独立存在的锁,也有没有锁的门,并且“碰撞自动解锁”也是一个附加上去的独立部件,是安全方面的一个冗余,车门没有它也能正常工作。

而且,这三个概念/部件并不是有了就可以。在车规上最重要的一点是要保证功能的鲁棒性,失效率应无限接近于零。要做到这一点,单单有动则多少万次的可靠性测试结果还不够,最重要的是有理论上的逻辑上的保证。

于是,首先我们要保证,锁、门、“碰撞自动解锁”,这三者应该是独立工作、互不干扰的。

  • 否则,这三者如果是一体化设计或者逻辑上存在依赖关系的话,那其中一个部件坏了,就有可能影响另一个部件的工作,于是一个小问题就可能导致整个系统的崩溃。这种存在“失效扩散”的设计,是我们首先要否定的。
  • 再者,从前述的分析我们可知在理论上它们三者就是彼此独立的,所以若能从设计一开始就忠于理论的话,这往往能简化系统的复杂度,减少后续的踩坑。

然后,我们要去保证门的鲁棒性:

  • 门的鲁棒性包括门轴、门板、门把手的鲁棒性等,那些基本的指标就不赘述了,当下我们主要是关注门把手的鲁棒性。
  • 门把手首先应该保障的是各种天气下的正常使用。所以设计规范纵使不能对隐藏式门把手一刀切地否定,也至少要求隐藏式门把手可以在后期通过加装拉手等方式,变成非隐藏式的门把手,以保证向前兼容性。
    • 这一点特斯拉就做得很好,我们可以在网上买到特斯拉的防冻门拉手保护壳,贴在特斯拉门把手上,就能给原来隐藏式的门把手加一个拉手,这样就无惧雨雪天气把门把手冻住的问题了。
  • 如果采用了电动门把手或者电吸门设计,无论何种形式的组合,车门内外侧都应有机械释放车门的设计。外门把手也应支持被手动拉出。若车门内侧采用电子门把手,也需要配备应急机械内门把手,而且应急把手需要设计在容易触及的位置,确保营救时车外人员破窗后也能伸手进来用应急把手解锁和释放车门。
    • 因为电动的设计在碰撞中比较容易损坏,所以额外配备机械释放的冗余,才能保证失效率。机械的传动更简单,也更鲁棒,受碰撞和形变影响小,故能更好保证事故发生后,门把手还能被手动拉出、拉动门把手还能解锁和释放车门。

接着,我们要去保证锁的鲁棒性:

  • 锁的鲁棒性也有很多方面,当下我们主要是关注事故发生时锁的鲁棒性。而这里说的事故,除了车祸场景,当然还有我们经常忽视的盗窃场景。两个场景看似没有关联,实则都涉及到锁的状态切换和抗击打逻辑,所以我们需要保证锁能正确识别这两个场景,并在这两个场景中均保证有效。
    • 这个保证说起来容易做起来却有点门道,因为这两个场景的鲁棒性保证,在逻辑上是互斥的:对于平时用车,我们想要的鲁棒性是车门尽可能保持“锁止”,尽力保证不被暴力打开,防止外人进入;而事故发生后,这个逻辑是反过来的,我们想要的鲁棒性是车门尽可能保持“锁解”,尽力保证不用暴力就能打开,外人能随意进入。
  • 要在设计上给这对相互拉扯的矛盾需求上保险,锁芯可以采用的最优工作逻辑应该是“存续制”。也就是说,锁芯总是尽力保持自己的当前状态,直到被改变;被改变后会继续尽力保持自己的当前状态,而不是试图回到前一状态。这样在平时用车中会足够安全,事故发生时也能保障生命通道。而且,为了进一步保证鲁棒性,锁芯的状态应是被机械保持,而不能是电子保持的。
    • 如此才能确保电失效时,锁芯依然能保持状态,不至于小电瓶异常断电后,锁芯状态会被随机改变,致使车子被盗或车主无法逃生。

最后,我们要去保证“碰撞自动解锁”的鲁棒性:

  • “碰撞自动解锁”是一个安全冗余机制,是一个附加部件。它可以是机械的也可以是电子的,但目前多是电子的结构,而且需要小电瓶供电。它的作用是在检测到碰撞发生后,立即把锁芯状态切换到“锁解”(简称“解锁”),并尽力保证该操作能成功。
    • 从鲁棒性的角度来看,我们还需处理“碰撞自动解锁”未能完成“解锁”工作就失效的情况。在这个场合下,它还应保证它不会影响锁芯后续的工作。毕竟它只是一个附加部件,它的介入越少越快才越好,否则会造成“失效扩散”。
  • 忠于“独立工作、互不干扰”的设计原则,“碰撞自动解锁”部件应只负责“解锁”这个瞬间动作,而不负责维持“锁解”状态。因为由前述分工可知,“锁解”状态的维持,应由锁本身去负责。
    • 如此,万一“碰撞自动解锁”部件在碰撞中遭受损坏,我们才能保证它即使未能完成“解锁”动作,也不影响锁芯后续的工作。否则,“碰撞自动解锁”部件可能会卡住锁芯,导致后续车主拉动应急内门把手,或者营救人员拉动外门把手,都无法主动解锁车门,并释放车门。

这个设计规范怎么样?

谈一个设计规范的优劣,可以从多方面来讲。但在事件热点的当下,我首先想指出的,是它对概念划分和体系引导方面做出的努力,俗称“定调”。只有先把调定了,人们才能吵到一块去不是。

有这个设计规范作为基准,我们会发现:

  • 首先,很多人分不清“打开车门/开门”和“释放车门”。
    • “开门”的含义在日常中是笼统的,它包含了一系列的子操作。首先门要被“解锁”,然后才能被“释放”;这两个子操作合在一起,才是我们通常意义的“开门”。至此,你或许已经发现,为了区分这一点,我前面的描述是在避免使用“开门”一词的。
    • 如果车门没有被解锁,营救人员是无法开门的,但营救人员在拉门把手时释放车门的这个子操作,却有可能是成功的。正确区分这些概念,我们才好理解门把手究竟坏没坏。
  • 其次,很多人会混淆“解锁”和“释放车门”。
    • 网上的讨论中,经常会有人觉得“解锁”动作应该隐含“释放车门”动作,其实不然。一个直观的反例是,你按下车钥匙上的解锁键,或者主驾上的中控锁开关,车门虽然会有反应,但并不会立即被释放/开启。“解锁”动作仅仅是让锁芯切换到“锁解”状态,允许车门被释放/开启而已;车门实际的被释放/开启,还需要你亲自拉动门把手才能完成。
    • 与“解锁”动作相对的,是“闭锁”动作。同理,“闭锁”动作也仅仅是让锁芯切换到“锁止”状态,车门实际的开启/关闭状态,可以不发生改变。
  • 再者,很多人会觉得“碰撞自动解锁”的意思是“碰撞自动开门”。
    • 有了前面的辨析,相信大家能分清解锁和开门的意思了。但很多人希望实现的,反而是“碰撞自动开门”……他们会觉得这样更加简单直接,能免除后患。
    • 其实,国家强制标准《GB 11551-2014 汽车正面碰撞的成员保护》早已规定:车辆发生碰撞时车门不得自动开启,前门的锁不能处于锁止状态。这足以明确告诉大家,“碰撞自动开门”是不可能被实现的。
    • 因为在碰撞中自动打开车门,会更容易造成二次伤害,比如车内人员被甩出车外、车门松动夹伤乘客、车门脱落袭中路人等。车门作为一道安全屏障,在碰撞和翻滚中保持关闭,本身也有保护乘客的一面,故无需因噎废食。
  • 最后,还有人会觉得车门锁芯应该采用“回落制”而非“存续制”。
    • 有些人的因噎废食还体现在,因为被小电瓶断电导致的后果吓怕了,他们甚至愿意让车门的锁芯采用“回落制”的工作逻辑,而不是“存续制”。也就是说,他们希望车锁锁芯默认状态下就是“锁解”的,平时切换到“锁止”状态必须让电机持续拉紧,过程中要保持被小电瓶供电;若小电瓶失效了,锁芯电机失去供电,则应自动回弹到“锁解”的状态,如此来保障乘客在事故后逃生。
    • 这个设计的弊端在于,它面对盗窃场景的安防能力存在不足。小偷只需要破坏小电瓶供电,或者小电瓶在长时间使用后没电了,车门就会自然解锁,小偷即可随意进入车内。除此之外,因为小电瓶必须持续供电才能让锁芯保持“锁止”,所以这个设计还会加速小电瓶电量的损耗,这也是我们不愿看到的。

对我们的启示?

从前面提出的设计规范出发,我们先来看看小米SU7的车门究竟是怎么回事。

关于事故中车辆电池爆燃一事,已经是老生常谈了,也不是本文侧重点,我们先放一边吧。事故的另一个核心点,是现场明明有不少热心人士上前施救,却发现拉外门把手无法开门。这个问题是引爆全网的关键之处,对于这一点:

  • 有人选择怪“碰撞自动解锁”可能没有生效,认为车门此时应该仍处于锁止状态。
    • 但从这个设计规范的角度看,即使“碰撞自动解锁”没有生效,车门保持锁止状态,车主理论上依然是可以在车内解锁并开门的。“碰撞自动解锁”的目的,更多是为方车外人员的施救提供方便。
    • 所以并不能全怪“碰撞自动解锁”,毕竟它只是一个附加部件。
  • 有人选择怪小电瓶,认为小电瓶和电动部分的设计太拉胯,碰撞中很容易失效。
    • 首先,小米SU7应该有通过碰撞测试的,所以若过度怀疑它的失效率,似乎不太妥当。
    • 再者,从这个设计规范的角度看,即使小电瓶和电动部分的设计拉胯,失效了,也还不至于没有希望,毕竟还有应急内门把手提供给车主执行机械的解锁和释放。
    • 事实上,也正是应急内门把手给如今的新能源车发了“免死金牌”。在没有设计规范的前提下,所有主机厂都有足够的理由认为,只要车门配备了应急内门把手,他们就可以为所欲为。
  • 有人选择怪外门把手只有电子开关,没有机械传动,电失效状态下电子释放车门的功能无法工作,直接导致无法从外面开门。
    • 这个是说到点上了,如速途网关于新能源车门把手的报道所指:小米的半隐藏式门把手只有电子开关,没有机械应急开关,在开门时仅依靠电子开关发出解锁命令,来打开车门。在紧急断电的情况下,由于外门把手没有机械释放功能,这会导致外部无法打开车门。
    • 在紧急断电的情况下,这个问题无关乎小米SU7的车门是否已被解锁。因为无论解锁与否,无论“碰撞自动解锁”是否生效,无论前置有多少的保障都已被确认实施,此时的外门把手都是无法完成车门的释放动作的,也就是一般意义上的开门。所以从外面来看,车门就是打不开。
    • 这个状态下,车门只剩从内部通过应急内门把手来打开这一种可能,而且还需确保车门没有因为变形而卡死。
  • 有人选择怪应急内门把手设计得太隐蔽,在事故现场,头脑不清晰的车主根本无法找到。
    • 这个也说到点上了,小米SU7的应急内门把手在车门内侧下方的储物格里,如果储物格平时还堆满东西的话,关键时刻要找到这个应急把手,还真是有难度的。
    • 甚至营救人员想破窗开门,他们伸手进来也很难够得到这个应急把手。所以如果车内人员昏迷了,外面施救的人员要想快速开门,只能祈求“碰撞自动解锁”有生效,并且外门把手的电动释放车门功能仍可用,否则真的会无计可施。但这两个条件要同时满足的话,如今看来概率可能会比较低。

然后,拿这个设计规范来比对于其它的新能源车,也能获得一些启示。

  • 第一点是,大家无需对当前的隐藏式门把手过度担心,并持全盘否定的态度。
    • 因为很多的隐藏式门把手,其实都是带有机械释放冗余的,也支持手动拉出。所以在紧急状态下,它完全是可以回退到作为普通的机械式门把手来使用的。
    • 我们需要警惕的,一种是类似小米SU7这种不带机械释放冗余的门把手,另一种是只能电动弹出的门把手。这两种门把手在电失效状态下的确会沦为摆设。
    • 如果你只是担心雨雪天气把隐藏式门把手给冻住,或者觉得隐藏式门把手不够方便,你可以通过增加防冻外拉手保护壳,来解决问题。
  • 第二点是,让自己和家人都提前了解自己的车上有没有应急内门把手。
    • 应急内门把手常见于电动解锁的车型,对于机械内把手的车型则无需配备。如果你的车有应急内门把手,请随时提醒自己和家人,它的位置在哪。
    • 它的使用逻辑也很简单明了:任何时候,只需要拉两下应急门把手,理论上车门都会被解锁和释放,从而保证你可以打开门。即使在行车中、或者是电失效状态下,这个逻辑也成立,所以它几乎没有什么前置条件,非常好记。
    • 然后,如果你的应急内门把手是在车门下部,低于车门内握把位置的话,我的建议是尽早换车吧。
特斯拉的防冻外拉手保护壳

最后,感谢你看到最后,希望这篇文章能帮助你建立车门安全的关键概念,有补充的意见也欢迎在评论区聊聊。


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