我们终将都需要车顶安全气囊？｜技术流
文 | 七号-宋
安全气囊堪称隐秘而伟大，因为它藏在我们看不见的地方，在遇到严重伤害时第一时间冲出，施展出太极拳法可将巨大的撞击力轻松化解。
在汽车上，有如此身手的高手不止一个，按气囊位置分，有主副驾安全气囊、侧气囊、侧气帘、膝部气囊，甚至还有安全带气囊、行人保护气囊、车顶安全气囊。
说安全气囊是在施展太极拳法，是因为它不是硬碰硬，而是通过“柔软”的气囊卸掉了撞击力
这些气囊中，行人保护气囊和车顶安全气囊因多种原因，量产车配置率极低，比如车顶安全气囊也只有雪铁龙C4 Cactus搭载。但奇怪的是，同样是配置率极低的行人保护气囊（沃尔沃V40、斯巴鲁Legacy Outback），却曝光度极高，被人大加赞赏。为何车顶安全气囊却没能获得如此声量，它在未来有没有可能继续进化呢？
车顶安全气囊有用吗？
为何曝光度很低？
车顶安全气囊的设计是为了防止乘客撞击车顶而发生受伤。它的作用有两个场景：
场景1：后排乘客未系安全带，在遭遇严重撞击时，会被弹出座位，撞击车顶。
场景2：汽车发生翻车，这种情况下，前后排乘客均有可能撞击车顶。
场景1
场景2
其实就它的保护作用来说，车顶安全气囊绝对称得上优秀，因为它能很好地保护乘员的头部和颈部等脆弱部位，避免严重的脑震荡和颈部骨折。
而且针对全景天窗车型，它还能有效避免乘员被从车顶甩出的危险。要知道根据IIHS（美国公路安全保险协会）的调查，从2000年~2015年期间，美国发生的13700起严重交通事故中，17%的事故是乘客通过天窗被扔出汽车。所以有车顶安全气囊，可以大幅降低相关危害。
下图的实验就很直观地说明了车顶安全气囊的作用，可以看到左侧的乘员直接从天窗上飞了出来，十分危险。
车顶安全气囊除了能减小乘员头部和颈部受伤，还能有效防止乘客通过天窗被弹出汽车
既然车顶安全气囊这么好，那这种设计为什么呼声不高呢？我想原因有以下这些：
1、车顶安全气囊的成本高。
拿小区安保作比，这就好比以前是请很多保安保护大家的安全，现在则是通过摄像头监控系统，虽然摄像头监控系统的前期投入也很高，但好处是不需要“每月支付高昂的工资（气囊点爆后就不能收回，需要购买新的气囊）”。
如果不是有安全大师沃尔沃加成，行人保护气囊的曝光度也不会太好。如今就连沃尔沃也决定舍弃行人保护气囊，转而通过主动安全技术来降低行人伤害。
2、安装繁琐，且空间受到制约。
拿现代·起亚汽车旗下摩比斯公司与天窗系统专业制造商INALFA合作研发出的车顶安全气囊为例，这款安全气囊被设计在顶棚后段，它的伸展是通过布置于天窗周围的钢丝绳进行引导。
这种结构要比其他气囊复杂得多，即便是侧气帘，也不需要钢丝绳引导。
侧气帘是汽车上被广泛使用的，体型最大的安全气囊。但就结构来说，它不占用位置，并且不需要展开引导机构，降低了成本，并工作可靠性高
3、没有法规和安全检测机构推动，厂家积极性不高。
其实绝大部分安全部件得以走量，与法规和安全检测机构的推动有很大关系。比如侧气囊和气帘，在IIHS将侧面碰撞纳入考核之前，配置率并不高。
结果就是，首批参加测试的5款车型中，只有1款评级为“A”，其余的全部是“P”。比如下图就是丰田花冠（2003款）的测试状况，驾驶员的头部竟然是直接撞向了车窗玻璃（侧气帘能提供此保护），驾驶员盆骨侵入量也很大（侧气囊可以提供此保护）。
IIHS从2003年开始进行侧面碰撞测试。而到2020年，侧面碰撞的“G”得分率已经超过了8成
总之，上一轮刮起车顶安全气囊风，是因提升安全。可结果是未能引起广泛关注，而且随着各类主被动安全技术提升，它的呼声也在走低。
是不是说车顶安全气囊就会消失呢？我想还真不一定，因为现在已经开始刮起新一轮的车顶安全气囊风了。
新一轮刮起车顶安全气囊风
是因自动驾驶
大家可能会问，车顶安全气囊和自动驾驶是完全不同的方向，怎么会有联系呢？
那是因为它们之间有一个桥梁——方向盘。
主驾安全气囊是放置于方向盘内，而自动驾驶就是要消灭方向盘。
此图是方向盘的截面图（2017款奔驰E-Class），白色的东西就是折叠起来的安全气囊
比如去年广州车展上，广汽亮相的MOCA摩卡概念车，方向盘中间是一个卡槽，可以将手机固定在这里，通过手机连接车机，显示驾驶信息。
今年的广州车展亮相的奥迪skysphere概念车则开启了另一种玩法，在Grand Touring模式下，方向盘和踏板会隐藏起来，由汽车自行完成驾驶任务。
总之，从这些概念车设计可以看出，无方向盘的汽车也好，未来隐藏式或者可变形的方向盘也好，主驾安全气囊需要另寻它处了。
在早几年，出现了一种新的设计思路，就是将安全气囊壳体安装在挡风玻璃上方的顶棚内。当发生正面碰撞时，可以沿着挡风玻璃展开，给乘员提供保护。
去年，车顶安全气囊已经更新为第二代版本
下图是它的工作过程图，可以看到，ZF这款车顶安全气囊采用的是类似于侧气帘所使用的管状混合式气体发生器，优点是不占空间，很适合隐藏在顶棚内，并且这种气体发生器的充气量可以更大，能保证新式安全气囊顺利展开工作。
ZF车顶安全气囊（Bag-in-Roof）工作模式图。这种新式的安全气囊比传统的方向盘安全气囊更大
侧气帘的管状气体发生器
不过这种气囊的尺寸明显要比传统的主驾驶位方向盘安全气囊大，说明成本也要更高。而且传统的顶棚都是一体式的，我们知道安全气囊爆破后，它会沿着气囊盖板的弱化线展开，整个盖板也就一并被破坏了。所以如果采用车顶安全气囊，顶棚也需要针对设计，避免一块破裂就得整体更换的尴尬。
当然，这些都是设计细节问题。我想随着自动驾驶等级越来越高，未来哪天真取消传统方向盘了，顶棚肯定是安全气囊的首选地。
总结
车顶安全气囊是什么？顾名思义，就是安装于车顶的安全气囊，这种类型的气囊又可以分为两种：1、用于新增车顶保护的安全气囊。2、用于替代安装于方向盘上的安全气囊。
现在汽车安全宣传中，厂家很喜欢用“全方位的安全防护”概念。但如果仔细看，会发现，其实车顶一直都是薄弱环节，而且几乎没有安全防护措施。可因为高成本、结构复杂、没有法规推动等原因，它还没能走上量产。至于第二种车顶安全气囊，相信随着自动驾驶水平提高，会被大家熟知。