安全气囊的工作原理(安全气囊的工作原理和正确的使用方法)

安全气囊的工作原理(安全气囊的工作原理和正确的使用方法)

电动汽车最重要的两点是电池寿命和安全性。对于任何车辆来说，安全在任何时候都是最重要的。在车辆安全方面，一汽-大众ID家族严格按照最新的2021款C-NCAP五星和C-IASI Good标准进行设计开发；不仅如此，一汽-大众还针对中国用户大家庭多人同时乘坐的情况：双假人侧柱碰撞试验，前排一个假人，后排一个假人，挑战ID.4比欧-NCAP标准更重，这不仅是为了让实验标准更严格，也是为了考虑后排乘客的安全。

碰撞测试中，气囊控制单元需要在几十毫秒内完成碰撞识别(一般正面碰撞在10到30毫秒内，侧面碰撞在10毫秒内)，引爆安全带和气囊。安全气囊和安全带的启动可以很好地保护车内乘员的头部、颈部、胸部和腿部等身体部位，减少车内假人的伤害或防止车内乘员受到伤害。

那么ID4的安全气囊控制单元是如何做到的呢？我们先来了解一下安全气囊的功能，再来说说车辆是如何感知碰撞的。

气囊的功能和工作原理

安全气囊主要用于防止汽车发生碰撞时乘员与车内部件发生碰撞而造成的伤害。它们通常作为安全带的辅助安全装置出现并一起工作。

安全气囊的保护原理是当车辆受到一定的碰撞力时，安全气囊控制单元感应到碰撞，瞬间将隐藏在车内的安全气囊充气弹出，使其在车内乘员身体与车内部件发生碰撞之前及时到位。当人体接触到气囊时，气囊开始通过气囊表面的气孔排气，起到铺垫的作用，减少对身体的冲击，最终达到减少乘客伤害的效果。

车辆如何感知碰撞？

大多数车辆使用安全气囊控制单元来识别碰撞。

安全气囊控制单元通过其内部加速度传感器和安装在车身上的卫星传感器识别碰撞。一般来说，卫星传感器包括识别正面碰撞的加速度传感器、车门压力传感器和识别侧面碰撞的加速度传感器。

气囊控制单元的卫星传感器和内部加速度传感器向气囊控制器单元的微处理器发送实时数据，微处理器根据实时接收的数据，基于预先编写的气囊爆炸算法，不断进行计算。当计算结果达到气囊点火算法预设的气囊点火阈值时，气囊控制单元向相应的气囊发送点火电流，从而点燃气囊。

气囊点爆炸逻辑

当车辆发生正面碰撞时，车辆前部的加速度传感器首先受到冲击，碰撞信号被传输到气囊控制单元。同时，冲击力通过前保险杠框架、吸能盒、前纵梁等其他车辆前部结构传递到车内。安全气囊控制单元内部的传感器也能感应到碰撞的冲击。安全气囊控制器单元中的微处理器实时计算输入的传感器信号，当计算结果达到预设的安全气囊引爆阈值时，安全气囊控制单元引爆相应的前安全气囊、头部气帘和安全带预紧器。

当车辆发生侧面碰撞时，车辆前门内的气压传感器和侧面(B柱下或C柱下)的加速度传感器将碰撞信号传输到气囊控制单元。同时，冲击力通过地板和座椅加强梁等车辆结构传导到车辆中，气囊控制器单元内部的传感器也感应到碰撞的冲击。气囊控制器单元中的微处理器实时计算输入传感器信号。当计算结果达到预设的安全气囊引爆阈值时，安全气囊控制单元会引爆相应的座椅侧气囊、头部气帘、安全带预紧器等。

当车辆发生后方碰撞时，大部分车型的冲击力都是通过以下路径传递的：后保险杠框架、后侧纵梁、*通道和气囊控制单元。里面的传感器

以大众ID4的侧柱碰撞为例。当护栏立柱接触到车辆前门时，由于前门空腔的挤压变形，车辆内外面板之间空腔内的气压迅速增加。同时，随着碰撞过程的继续，护栏立柱碰到前门槛，冲击力沿着门槛迅速传递到B柱和C柱下方的碰撞传感器。同时，冲击力通过前地板和前排座椅加强梁(气囊控制单元所在的位置)传递到车辆*通道，气囊控制单元内部的传感器也感应到冲击力。通过非常短的时间(约10ms)计算，气囊控制单元识别到碰撞，并引爆座椅侧气囊、侧帘和安全带。达到了保护车内乘员的目的。

安全气囊应该什么时候引爆？

车辆的大部分外部零件(如前盖、前舱盖、翼子板、车门外板等。)承受不了冲击，而且小的冲击可能会造成大的变形。因此，不能简单地通过车辆外观的变化来评价碰撞的严重程度。我们需要看看关键的热成型件(如保险杠吸能盒、保险杠框架、前纵梁、B柱、C柱、车门防撞梁等。)都发生了较大的变形，从而判断车内的人是否相对于车内的结构发生了剧烈的移动，造成了严重的伤害。

在开发气囊点火算法时，考虑了各种不良驾驶情况，如穿越铁路路面、撞沙堆、行驶通过路坑、在路上快速行驶等。这些糟糕的驾驶状况，

与碰撞有类似之处但也有别于碰撞。在这些恶劣驾驶情形中，车辆也会受到较大的外部冲击，但是相对碰撞比较缓和，并不需要点爆气囊来保护内部人员。而点爆气囊反而有可能会误伤车辆内部人员，给车辆内部人员带来额外的惊吓，并且带来了巨额的车辆维修费用。

气囊点爆算法既要考虑恶劣驾驶情形气囊不能被点爆，又要考虑在真实碰撞中及时点爆气囊。需要考虑的情形越多，气囊点爆的算法越复杂。一方面，将气囊点爆的阀值设置的太高，必然会影响在碰撞中气囊的及时点爆；另一方面，阀值设置太低，必然会使恶劣驾驶情形中气囊点爆的风险增加。为了适应各种碰撞和恶劣驾驶情形，气囊点爆算法将采集到的碰撞信号经过了很多种运算和演变。经过运算和演变的气囊点爆阀值一般都不是简单的一个值或直线，它可以是折线，也可以是曲线。

总结：气囊看似很简单，但是它的背后需要强大的算法与系统支撑，这其间的联系千丝万缕，每一步都要百分百的精确。安全重于泰山，在任何情况下，都要把驾驶员及乘客的安全放在第一位，这是大众对每一位车主的责任与承诺。