汽车安全气囊工作原理及相关的汽车召回问题分析
安全气囊是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的一种被动安全性装置。安全气囊主要由安全气囊传感器、防撞安全气囊及电子控制装置等组成。作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，安全气囊又被称为安全气囊系统（Supplemental Restraint System，SRS）。
安全气囊系统其实是一整套被动安全性的保护系统，可通过装置之间的协同作用，给乘车人员提供有效的防撞保护，从而降低事故造成的损伤。有数据显示，在汽车相撞时，汽车安全气囊可使头部受伤率减少25%，面部受伤率减少80%左右。
安全气囊位置参考：1.前部安全气囊，驾驶员位置；2 .前部安全气囊，前排乘客位置；3.头部安全气囊；4.侧面安全气囊。资料图
安全气囊的工作原理
当汽车在行驶过程中发生碰撞事故时，首先由安全气囊传感器接收撞击信号，只要达到规定的强度，传感器即产生动作并向电子控制器发出信号。电子控制器接收到信号后，与其原存储信号进行比较，如果达到气囊展开条件，则由驱动电路向气囊组件中的气体发生器送去起动信号。气体发生器接到信号后引燃气体发生剂，产生大量气体，经过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内突破衬垫迅速展开，在驾驶员或乘员的前部形成弹性气垫，并及时泄漏、收缩，吸收冲击能量，从而有效地保护人体头部和胸部，使之免于伤害或减轻伤害程度。
目前，汽车因安全气囊问题召回的案例屡见不鲜。导致大量召回的安全气囊，总结起来，主要有三种原因：安全气囊在碰撞后打不开；安全气囊在没有发生碰撞时主动打开；安全气囊在发生碰撞后打开，但冲击力过强，导致驾乘人员发生二次伤害。
我们不禁要问，在这些表面现象的背后，深度原因又是什么呢？安全气囊传感器、防撞安全气囊还是电子控制装置故障，哪个才是罪魁祸首？
据汽车碰撞事故的普遍规律，从碰撞开始到碰撞结束整个碰撞过程持续的时间约在200ms左右。如果是正面碰撞事故，那么在事故发生的20到50ms内，车辆的减速度会达到安全气囊点火算法中设定的展开阈值。此时，安全气囊系统控制装置会发出点火指令，安全气囊展开。
在这一过程中，安全气囊传感器、防撞安全气囊和电子控制装置都扮演着重要的角色，无论哪一环出现问题都会导致安全气囊的非正常工作。但据近15年来的安全气囊召回事件数据，我们可以知道后两者是主因。
安全气囊，资料图
安全气囊传感器问题
大部分汽车的安全气囊安装在驾乘人员的正前方，如驾驶位的方向盘、副驾驶位面板、挡风玻璃区域等，而相应的传感器只有在采集到了车辆正前方左右约60°之间的位置撞击信号时才会启动安全气囊驱动装置，也就是说侧面撞击或是车身上部撞击是检测不到的。
而侧面撞击事故是所有交通事故中最危险的类型之一，德国在早前做过一个统计，在其每年因交通事故死亡的人中，有三分之一都是出自侧面撞击事故。因此，近年来，很多高档车型开始配备多方位气囊和多方位气囊传感器。
这还要从安全气囊的工作原理出发，安全气囊是依靠化学物质的爆炸反应来引起气体膨胀的，大部分安全气囊生产商均是使用价格相对更高的硝酸胍。安全气囊电子控制装置一般由两部分组成，分别是硬件部分和软件部分。而电子控制单元作为硬件的主要组成部分，起到了中枢神经的作用，其微机能采用神经网络等算法将碰撞事故进行分类，并根据严重程度和碰撞位置等信息做出合适的反应，通过驱动器正确地打开气囊。
无论电子控制装置中的哪个组件出现了设计错误或者运行故障，都有可能导致安全气囊的工作异常情况。像大陆集团在早年间就有过大规模的安全气囊召回事件，主要原因就出在气囊传感控制系统上。
目前，随着半导体行业以及软件算法技术的迅猛发展，人们对驾驶安全的意识不断加强，传统的安全气囊开始转变为智能气囊，使得安全技术水平不断提高。例如，采埃孚在今年推出了全球首款预碰撞外置侧面安全气囊系统，在减小冲击幅度、降低驾乘人员受伤风险的同时，还可主动预测不可避免地碰撞；又如，特斯拉也在今年推出了一项新技术，在座椅内安装传感器来探测成员体重，从而获得驾乘人员体型信息，采用分类的方法来部署安全气囊，提高整车安全水平。
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传神阿堵
传感器行业分析师，主要从事传感器应用，市场分析等领域，现为传感器专家网专栏编辑。
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