木易

【转】汽车落水逃生系统设计的讨论

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车辆落水,早已经不是一个鲜见的话题,而且我们从报道上也能看到汽车有各式各样的"落水方法"。7月21日的北京暴雨,再次引发了汽车落水逃生的大讨论。在微博上,多种自救办法被转播又被否定。

汽车落水后,首要的逃生手段是从车里出来。但是由于汽车落水后,电动门锁可能由于水浸而失效,导致车门无法打开。又或者车外部水压强太大,导致机械门锁打开后,由于水压而导致车门无法打开。在7月21日的暴雨中,就有年轻的车主因此而丧命。一时间,“破窗锤贵“。

不少人提出车辆落水后,设计一套系统让车窗自动打开,驾乘人员可以尽快离车逃生。我觉得想法不错,实现起来难度很大。我们对此逐一分析讨论。

车辆落水后,如果要实现自动落窗,首先需要传感器来判断车辆是否落水,以及落水的情况。不同情况的落水需要选择不同的方案来“开窗“。这个需要多个传感器来判断车辆落水的状态。仅从功能角度上看,目前市面的传感器能够满足此需求。我们可以在车身布置多个检测落水的传感器,在车中放置一个姿态传感器(三轴传感器),通过车身倾斜的角度以及落水传感器的反馈信号来判断车的落水状态。

但是我们需要保证所有的这些传感器在车辆落水后能够正常工作,不会产生错误信号。从工程实现的角度来讲,这个很有难度。你要保证所有的这些设备能够正常供电,能够在水浸状态下正常工作。所以每个传感器模块都应该有一个冗余的供电系统,以及都能在水下正常工作。以保证在汽车断电的情况下,模块仍然能够正常工作。

另外一个问题就是如何打开车窗的问题。我们假设车辆的落水姿态和状态已经通过MCU判断处理好了,现在需要打开某一车窗。打开车窗需要有驱动电机,需要有电源。同样我们需要保证驱动电机在水浸状态下正常工作。并且还需要判断,如果由于机械变形某驱动电机没有正常工作,中控系统还必须选择打开另外一个车窗。所以这里面也有冗余的电源,能够驱动电机打开车窗。而且通讯控制电路要异常可靠,在水中仍然能够和中控系统正常通讯。尽管从目前的工业制造工艺上讲,实现这些没有问题,但是成本可能很高,这同样会限制此项技术的实际应用。

所以我觉得,电动车窗同时配备手动摇杆开窗,既不增加太多成本,可靠性也很高,在当前不失为一种比较合理的办法。

如果今后材料技术获得突破,汽车不需要ABC柱了,直接拿一个像飞机驾驶舱类似的设计,车辆落水后,直接弹出顶盖,变成“敞篷车”,逃生路线也就出来了。

还有现在军事上不是有水陆两用汽车吗?相关的技术也可以用到民用车上,让车厢内部密封性能足够好,在水下保证车厢内部不进水,比较轻的车甚至可以因此而浮在水面上,这样也可以给打捞救援带来很大的便利。唯一需要解决的问题是成本控制问题以及车厢内部空气循环问题。

另外还有一个就是“异想天开”的想法了:在车辆上安装类似于气垫的装置,当车辆落水后可以保证车辆浮起来,便于逃生或者营救。不过有一个很大的问题就是,如果仅仅在底部安装气垫的话,车辆可能倒扣着浮在水面上,人还是逃出不来。必须在底部,顶部和侧面全部安装气垫,车辆入水后,被一个“橡皮艇”托着,只要不沉下去,就有足够的救援和逃生时间。即便车辆倒扣着入水,顶部加侧面的气垫托着车身。前提条件仍然是有可靠的传感器和动作执行机构,来选择合适的气垫打开,保证车辆车厢部分浮在水面上。

所有的设计都必须在驾乘人员没有受伤或者手上较轻的情况才能生效。如果驾乘人员受伤较重加上车辆落水,我觉得除"气垫船"的方案外,没啥可以让其逃生或者被营救。

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