揭秘安全气囊：毫秒之间破壳而出，弹出速度超乎想象，原理是什么

电动车最重要的两点，一是续航，二是安全，对于任何一辆车来说，安全性在任何时候都是重中之重。在整车安全上，一汽-大众ID家族严格按照最新2021 C-NCAP五星及C-IASI Good标准设计研发；不仅如此，一汽-大众还针对中国用户大家庭下多人同时乘车的使用情况，对ID.4做了更高于Euro-NCAP标准的加磅挑战：双假人侧面柱碰撞测试，前后排各有一个假人，这么做不仅是为了让实验标准更严苛，更是为了考虑后排乘客的安全性。

在碰撞测试中，气囊控制单元需要在几十毫秒内（一般正面碰撞在10到30毫秒，侧面碰撞在10毫秒以内）完成碰撞的识别，并点爆安全带和安全气囊，气囊和安全带的起爆很好的保护了车内乘员的头部、颈部、胸部和腿部等身体部位，减轻了车内假人所受的伤害或者使车内乘员免于受到伤害。

那么ID4的气囊控制单元是如何做到的呢？我们先来了解一下气囊的作用，再来谈谈车辆是如何感知碰撞的。

气囊的作用及工作原理

安全气囊主要是为了防止汽车碰撞时车内乘员和车内部件间发生碰撞而造成的伤害，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现，二者共同作用。

安全气囊的保护原理是：当车辆遭受一定碰撞力量以后，气囊控制单元感知到碰撞并将隐藏在车内的安全气囊瞬间充气弹出，在车内乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位。在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，最终达到减轻乘员伤害的效果。

车辆如何感知碰撞

大多数的车辆都是通过气囊控制单元来识别碰撞。

气囊控制单元通过其内部的加速度传感器以及安装在车身上的卫星传感器来识别碰撞。通常而言，卫星传感器包含用于识别正面碰撞的加速度传感器、用于识别侧面碰撞的门压力传感器和加速度传感器。

卫星传感器以及气囊控制单元的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到的数据，并基于预先写入的气囊点爆算法不间断的进行运算。当运算的结果达到气囊点爆算法预设的气囊点爆阀值时，气囊控制单元向相应的气囊发出点火电流，从而点爆气囊。

气囊点爆逻辑

当车辆发生正面碰撞时，车辆前端的加速度传感器首先受到冲击并将碰撞信号传递到气囊控制单元。同时冲击力通过前保险杠骨架、吸能盒、前纵梁等其他车辆前部结构向车内传导，气囊控制单元内部的传感器也随后感知到碰撞的冲击。气囊控制器单元内的微处理器实时运算输入的传感器信号，当计算出的结果达到预设的气囊点爆阀值时，气囊控制单元点爆对应的前气囊、头部气帘以及安全带张紧器等。

当车辆发生侧面碰撞时，车辆前门内部的空气压力传感器和侧面（B 柱下方或者C柱下方）的加速度传感器将碰撞信号传递到气囊控制单元。同时，冲击力通过底板、座椅加强横梁等车辆结构向车内传导，气囊控制器单元内部的传感器也随之感知到碰撞的冲击。气囊控制器单元内的微处理器实时运算输入的传感器信号，当计算出的结果达到预设的气囊点爆阀值时，气囊控制单元点爆对应的座椅侧气囊、头部气帘以及安全带张紧器等。

当车辆发生后面碰撞时，绝大多数车型的碰撞冲击力量传导都是通过以下路径: 后保险杠骨架à后纵梁à中央通道à气囊控制单元。由气囊控制单元内部传感器识别后面碰撞，点爆安全带来保护车内乘员。

以大众ID4 侧面柱撞为例。当壁障柱子碰到车辆的前门时，由于前门内腔受挤压变形，车内外板之间空腔的空气压力急速增大，同时随着碰撞进程的持续，壁障柱子接触到前门槛，冲击力沿着门槛迅速向B柱下方的碰撞传感器和C柱下方的碰撞传感器传导，同时冲击力通过前地板和前座椅加强横梁传导车辆的中央通道（气囊控制单元所在位置），气囊控制单元内部传感器也感知到碰撞冲击。通过极短时间（10毫秒左右）的计算，气囊控制单元识别到碰撞，并点爆座椅侧气囊、侧气帘以及安全带。实现了保护车内乘员的目的。

气囊何时应该被点爆

车辆的外观件（比如前保蒙皮，前机仓盖，翼子板，车门外板等）绝大多数都不能够承受碰撞冲击，很小的冲击都可能造成很大的变形。所以不能简单的以车辆外观的变化来评价碰撞的严重程度。我们需要看关键热成型零部件（比如保险杠吸能盒，保险杠骨架，前纵梁，B柱，C柱，车门防撞梁等）是否发生了很大的变形，从而确定车内人员是否相对于车内结构发生了剧烈的相对运动，而导致严重的伤害。

气囊点爆算法在开发的时候考虑了各种恶劣驾驶情形，比如过铁轨路，撞沙堆，驶过路坑和快速驶上马路牙子等。这些恶劣的驾驶情形，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。