小而安全,微型电动车驾驶模拟分析与对策

yixun

"汽车不是玩具,驾驶不是刺激。驾驶意味着承担责任、义务和风险。"摘自英国某著名驾驶教官教材。经过2016年“租售结合”的布局和发展,微小型纯电动汽车在长沙街头成为了一道亮丽的风景线,甚至可以用“满城尽是小黄车”来形容。笔者通过搜集网上资料,结合自身实际驾驶知豆D1近一年的经验进行了模拟测评和分析,提出了驾驶微小型纯电动汽车的安全锦囊:

1、ABS

微小型纯电动汽车(下文简称小电动车)可能缺乏制动防抱死系统(Antilock Brake System, 简称ABS系统)。小电动车缺少ABS将导致其在高速(默认车速大于50kph)紧急刹车的时候,轮胎与地面由滚动摩擦变为滑动摩擦,具体表现为方向盘被锁死,无法转动。教科书提供的无ABS应对策略为:汽车速度尽量不超过50kph,特别是在雨雪天路面条件不好或者黄昏夜晚等视野受限的场景。也有早期无ABS系统时代的驾校理论教学中指出,关键紧急刹车时刻需要保持冷静,握紧方向盘的同时配合多次点刹,同样也可达到较好的制动效果。

2、ESP

小型电动车可能普遍减配了车身电子稳定系统(Electronic Stability Program, 简称ESP)。可以认为ESP是ABS的进阶版本。ESP用于解决汽车高速过弯时因轮胎抓地不足而产生的漂移和甩尾。由于ABS和ESP直接测试条件较为困难,笔者拟选取小电动车在十字路口调头场景进行理论估算和实地测试。

图1.小电动车(图中黄色)和普通汽车(图中蓝色)在十字路口调头场景示意图

(1)理论估算

假设小电动车和普通汽车在双向六车道的道路路口进行调头,为了方便估算转弯半径,特意设定车右轮压着车道间的白线行驶。车辆驶出停车线方向盘立刻向左旋转至极限,进行极限调头。小电动车由于车小,以知豆D1为例,车宽1.54米(m),其极限转弯半径3.8m左右,与标准道路宽度3.75m接近,因此调头之后的小电动车,其右后轮理论上仍将继续压着对向车道间的白线行驶,右后轮的行驶轨迹如图中红色虚线箭头标识。普通汽车,以驾考用车为例,极限通常转弯半径5.2-5.5米,车宽1.6-1.7m,转弯以后将行驶在对向的中间车道中心稍偏外侧的位置,其右后轮轨迹如图中蓝色虚线箭头标识。

基于上述假设和转弯场景的设定,进一步推算:小电动车的转弯半径r=3.0m,普通汽车的转弯半径R=4.5m;小电动车的载人车重m=800kg,普通汽车的载人车重M=1200kg;车速统一为5m/s。

车辆转弯所需的向心力f和F,均由地面和车轮之间的摩擦力来提供。依据公式粗略计算如下:

f=mv^2/r=800*52/3.0=6.7kN

F=MV^2/R=1200*52/4.5=6.7kN

基于上述计算分析可知,小电动车和普通汽车进行匀速极限调头情况下,所需要的向心力f和F大致相等。而该向心力将由轮胎和地面的摩擦力来提供。更进一步,理论认为摩擦力的大小正比于两个物体之间的接触压力大小。如果在相同车速、相同路面条件和相同轮胎触地面积情况下,由于小电动车车重仅为普通汽车的三分之二,由小电动车重力所提供的接触压力同样也较小,因此小电动车可能更容易因为向心力不足而产生侧滑。

(2) 实地测试

选取和示意图类似的双向六车道标准道路,在十字路口调头场景下进行向心力的非专业模拟测试,用以间接反应车辆的过弯稳定性能。实验步骤为:设定20kph左右的车速,车右轮压车道间的白线匀速行驶,之后脚放油门踏板上保持匀速,方向盘向左打并保持住姿势。车辆行进轨迹为标准的半圆形。由于方向盘向左打的角度不同,车辆最终驶入了不同的逆向车道。在被观测参照物的选取上,我们以放置于小电动车中控塑料台面上的手机为例,通过判断手机向右侧滑行的速度和距离,来间接判定小电动车过弯的稳定性。测试结果如下表。

表1. 对侧滑现象的定性模拟分析

场景

车辆驶入的逆向车道

方向盘幅度

实验次数

手机滑行效果

1

超车道(逆向最内侧)

向左一圈半

4

快速滑行,半秒内撞击副驾驶座A柱并坠地

2

行车道(逆向中间)

向左一圈稍多

3

中速滑行,最终靠上A

3

行车道(逆向最外侧)

向左接近一圈

3

较缓慢,稍有移动或移动50cm以内

*整个实验在1小时内完成,气温5-10度,地址在浏阳河风光带南侧陡岭路路口,由东往西方向。

综合以上的理论估算和实地测试,作者认为小电动车更应该安装ESP,更应该使用高级轮胎来确保安全性。如果缺少ESP,解决对策是:普通弯道预计控制车速30kph以内,调头一定要20kph以内,急弯可能还要更慢。

3、安全气囊

主副驾驶安全气囊主要用于配合安全带,防护高速剧烈碰撞时(包括前后左右各个方向碰撞时),车前台和玻璃及方向盘对人面部头部伤害,资料显示损害降低64%以上。另,劣质的安全气囊及其控制系统反而对人有害,例如低速下打开、气囊盖板伤人、驾驶员姿势不对或没系安全带等(某百科查询的数据和例子)。应对策略:上车一定要系安全带,然后控制车速,主动避让,以及注意观察周边情况,防止坠落。最好不要驶入高速,快速路,高架桥等,以确保安全。

4、防撞梁

小电动车缺少防撞钢梁及车门防撞,五星碰撞测试有可能0星,甚至可能无法进行。小电动车自重小,在相同速度情况下动能和动量都较小,主动冲撞造成的车辆损失相对较小。但是,切忌被撞,特别注意被大车重车撞。对应解决办法,不忘“城区低速代步”的初心,远离大型车重型车,远离高速国道省道,防止被撞而受挤压。

5、后独立悬挂

由于车重较小,部分小电动车的后悬挂系统比普通汽油车弱,驾驶小电动车过减速带或者过路面坑洞的时候,后悬挂系统因为无法减震,车底“硬”震动,还有可能导致后轮腾空,甚至驾驶员和乘客轻微飞离座椅。长沙岳麓大道某文学院附近由西往东的超车道上就有一个曾让作者飞起来的坑。解决办法还是减速,以及在通过减速带的同时稍微转动方向,以避免左右两个后轮同时腾空。

6、其他安全隐患

除了上文提到的因为减配而产生的安全隐患以外,还有如下需要注意的地方:

(1)前挡风玻璃内侧起水雾。由于小电动车车内空间小,冬天或者湿度较大的雨天,空间内水汽的湿度较大,相比于普通汽车更容易形成挡风玻璃内侧的水雾,严重影响驾驶安全。解决对策来自小电动车公司的建议:可以在出车前提前5分钟用热风将玻璃加热,提高水蒸气的凝点;又或者行驶过程中稍微打开车窗,甚至必要时刻开冷气保持玻璃内外的温度一致。

(2)换挡方式的改变。小电动车为了节约空间,可能采用按钮换挡、拨片换挡、旋钮换挡等,与普通汽车差距较大,如果不熟悉则容易引发事故。解决对策是开车前需要仔细熟悉,以免误操作。

(3)电动机的怠速为零。相比于普通汽车,小电动车的驱动模式不一样,电动机并不需要像汽油发动机一样保持怠速。因此在上下坡和普通道路停车起步的环节,操作方式和普通汽车略有不同,建议先适应习惯再正常上路。

(4)爬坡能力。由于城区低速代步常常要使用地下停车场停车,其出口通常是较陡峭的上坡,并伴随着多次停车和启动,对小电动车驾驶员提出了更高的要求。作者除了一次下雨天在自家小区的停车场出口出现了车轮或离合器的空转并伴随后溜外,其他情况均正常通过,包括万达广场、泊富中心、奥克斯广场的地下停车场。应对策略是合理利用手刹在刹车踏板和油门踏板之间的过渡作用,即使遇到后溜也要沉着冷静。

(5)电池耗尽问题。电池缺少电量会进行报警,用以避免开到半路没电的尴尬。如果是普通汽车仅仅只是向周边车主或者加油站借一口油喝的事情,电动车则麻烦许多,需要专业救援才行,每次开销预计等待1小时外加一百元以上的抢救费。

(6)空调问题。小电动车的加热空调运作机制和普通汽车不同,能量消耗可能较大,显著影响续航里程。另一方面,电池通常安装在车底,空调的排水管如果接合不好漏水,则有可能水泡电池。作者曾经连续三次遇到过因为电池警报而强行停车的故障,差点引起安全事故,事后才发现是空调出水管漏水的问题。

(7)等红灯起步。由于小电动车自重轻,起步一般相对普通汽车快,所以容易忽略掉对周边道路行人和电动车的观察,从而在路口引发安全事故。应对策略是:明确红灯起步不是赛车起步,切记一脚油门踩到底。

(8)车载大屏幕问题。小电动车一般都具有高档汽车标配的5寸甚至7寸以上的中控触摸屏,提供上网及影音娱乐功能,和开车玩手机一样,需要避免驾驶员注意力不集中的错误行为。另一方面,小电动车的行车仪表盘与普通汽车有较大不同,需要提前适应,以确保安全。

(9)过于自信引起的大意。由于车身较小,行驶过程中小电动车驾驶员常常过度的自信,在道路上胡乱插、挤、转、并等危险驾驶。在停车场,经常可以看见两台小电动车共享一个普通汽车车位,容易停车可能引起驾驶员在停车场粗心大意,由此更容易引发安全事故。

(10)酒驾问题。写在最后并非不重要。由于错误地认为小电动车低速安全,驾驶员放松警惕而酒驾。作者驾驶小电动车曾多次遇到交警查酒驾,并不只是挑选豪车,连低速小电动车也同样需要接受酒精安全检查。

表2.微型电动汽车驾驶安全锦囊

序号

安全问题

具体表现

对策

1

缺少ABS

急刹方向盘被锁死

控制车速、合理点刹

2

缺少ESP

过弯漂移和甩尾

控制弯道车速、加强轮胎

3

缺少安全气囊

缺碰撞保护

系安全带、控制车速、远离高速公路

4

缺少防撞梁

被撞挤压

远离大车重车、防止被撞

5

无后独立悬挂

车底硬震动

控制车速、微调方向盘

6

其他安全隐患

水雾、后溜、电池耗尽等

熟悉车辆、加强安全意识、沉着冷静

综上所述,笔者结合自身经历总结了驾驶微型电动车需要额外补充的注意事项,汇总内容请参考上表。祝愿所有阅读此文的驾驶员朋友们都一路平安,也希望能够帮助到和我一样热爱电动汽车的人。

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yixun 大牛作者

日本留学回国工学博士,长沙某985高校助教,专注量子纳米器件、半导体行业,热爱电动汽车。


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