曲折與顛覆：漫談汽車A柱進化史

文／十二 袖手

在汽車造型設(shè)計中，A柱絕對是個特殊的存在。為提高汽車碰撞安全性，A柱被設(shè)計得越來越結(jié)實，越來越粗。隨之而來的是，A柱導(dǎo)致的視覺盲區(qū)，又給行車安全帶來了隱患。近日，造車新勢力哪吒新車U上市，其“透明A柱”的設(shè)計，著實亮眼，能否引領(lǐng)A柱設(shè)計新潮流？請聽汽車設(shè)計師的點評。

哪吒汽車所謂的透明A柱，字面意思有點唬人，但顯然不是真的把A柱做成了透明的。這源于合眾在當時Eureka概念車上提出的一個叫“AR-View行車系統(tǒng)”的概念。

這個概念是什么意思？簡單說來，大概就是車外放個攝像頭，A柱上放個屏幕。更直白的解釋是，把手機粘到A柱上，攝像頭摳下來放到車外，然后打開相機。聽起來好像簡單得很，其實不然，否則它早就被實現(xiàn)了。毫無疑問，這是一個高科技裝備，要解決的問題有很多：布置問題、亮度問題、流媒體技術(shù)目前的延遲問題等等。當然，在關(guān)心這項技術(shù)革新之前，我們還是先來關(guān)心一下，哪吒U要解決的問題本身是怎么來的。

透明A柱是哪吒U系列最大亮點

A柱會造成視野盲區(qū)

相信開過車的朋友都對A柱視野盲區(qū)帶來的危險性深有體會，A柱加后視鏡，這一塊不大不小的視野盲區(qū)，很容易讓你在轉(zhuǎn)彎、變道時，伴隨著一聲巨響（或尖叫）和一次劇烈的沖擊，撞上一個壓根都沒看到的東西（或人），驚詫、悔恨、冤屈的情緒輪番襲來，最后化為一句抱怨：這破車的A柱怎么這么粗，科技都這么發(fā)達了，咋就不能做細一點呢？

早年的A柱是很細的，細到?jīng)]有

吊詭的是，這似乎是一段不太符合達爾文主義的進化史。早年間，汽車的A柱就是很細的，追溯到汽車剛剛誕生的年代，A柱甚至細到?jīng)]有。

汽車剛剛誕生時的形態(tài)，只是一個開放式的馬車加上內(nèi)燃機，由于技術(shù)水平限制，車速很低，所以連擋風玻璃都不需要，更不用說封閉式車身，自然也沒有A柱這么一件東西，例如戴姆勒先生的奔馳一號、福特最早的A型車等等。

20世紀初期，隨著車速的提高，為了防止迎面的風吹亂了紳士們的發(fā)型，車的前端“進化”出了擋風玻璃，在保證視野的同時，擋住凜冽的風和冷冷的冰雨，再加上頭頂遮陽擋雨防雷劈的需求，汽車上出現(xiàn)了像馬車一樣的篷子。在那個年代的技術(shù)水平下，A柱作為擋風玻璃支架和頂棚支桿的作用出現(xiàn)了。再到后面封閉式車身的誕生，A柱一直是作為支架的作用而存在。在這樣的定位下，A柱自然不必做得很粗，在車內(nèi)看起來也不過是一根細細的鐵架子而已。

即便如此，人們依然覺得A柱這個東西不美觀、礙眼、“不通透”。隨著玻璃制造水平的日漸提高，拿掉A柱這件事開始提上日程。50年代的美國車很流行做一個“反角度”的A柱，也就是A柱前傾，配上一個大U型的前擋風玻璃（別克 Century 1955），本來A柱就很細，再加上這樣的設(shè)計，前方視野基本可以說一覽無余。

不過在這樣的設(shè)計中，A柱仍然存在，本著“斬草要除根”的原則，通用在60年代推出過幾款概念車（Stiletto X, Firebird IV,Roundabout），直接把A柱“完全抹殺”掉了，一整塊U型玻璃從前拉到后，目光所及之處毫無遮擋。

當然這個想法也沒能得到量產(chǎn)，畢竟在封閉車廂時代，A柱的另一個重要功能是承載前門的門縫線，讓兩個玻璃——還是運動件直接匹配，基本沒有密封性的可能了。對于無A柱的開門問題，薩博在2006年發(fā)布的Aero X概念車提供了一種思路——一種顛覆式的開門方式，把整個車頂連帶側(cè)面的車門一起掀開，這個想法顯然更加離譜，也不夠?qū)嵱茫瑯又共接诟拍铍A段。

按這個邏輯，如今的A柱應(yīng)該更細才對，至少不能更粗吧？

歷史轉(zhuǎn)折，A柱加粗

透明A柱的演變史

歷史是在哪里發(fā)生了轉(zhuǎn)折，讓本來差點消失的A柱反而變得越來越粗了呢？其實，這本質(zhì)上還是技術(shù)升級帶來的問題。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車速越來越高，汽車也開始走進千家萬戶，交通事故越來越多，汽車在事故中的安全性開始被人們重視起來。對于汽車這種“籠子”狀的結(jié)構(gòu)而言，ABC柱是保護乘員的最后一道防線，不論是在正面碰撞，側(cè)翻還是重物墜落中，良好的A柱強度對于保護乘員生命都是至關(guān)重要的，尤其是最近興起的25%偏置碰撞實驗，更讓人們感受到有兩根（真正）結(jié)實的A柱是多么重要。1978年USNCAP提出5星評價方法，用于在正面碰撞中評價汽車保護車內(nèi)乘員的性能，由此吹響了車企比拼安全性（但實際是比拼碰撞測試分數(shù)，請注意這個差異）的號角。早期車廠主要致力于汽車前艙的碰撞吸能研究，對于A柱強度的重視程度雖然日漸提高，但仍然沒到要命的程度，直到2008美國IIHS協(xié)會（大概類似于美國的中保研，這些保險機構(gòu)真的對A柱情有獨鐘）開啟了車頂承壓測試，狠狠地教育了各大廠家，于是汽車行業(yè)整體開啟了A柱補強之路，一手加粗A柱，另一手研究材料、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。同時，隨著汽車設(shè)計越來越復(fù)雜，A柱還承載了線束布置，天窗積水導(dǎo)水管布置的功能（大兄弟，反正你粗也粗了，干脆捎帶手給我布兩根線唄？），綜合來講，一個必然的趨勢就是A柱越來越粗了。

但是，別忘了核心問題：A柱變粗真的讓駕駛更為安全了嗎？發(fā)生劇烈碰撞、翻滾時，粗壯A柱帶來的強度優(yōu)勢，從發(fā)生事故后保護車內(nèi)乘員性命這一點上來看，確實是更安全了。從碰撞測試的分數(shù)來看，當然更是如此。然而A柱越來越粗的必然結(jié)果就是駕駛員視野受到影響，這反而增加了交通事故發(fā)生的概率。您說這事兒，車企不知道嗎？當然知道，但工程邏輯的重要原則就是兩害相權(quán)取其輕，對車企而言，法規(guī)不甚嚴苛的乘客視野當然不如五星碰撞重要。所以，視野相關(guān)的安全法規(guī)也緊緊跟上，于是在碰撞安全和視野法規(guī)的雙重壓力下，A柱就變成了現(xiàn)在這個樣子，每家企業(yè)的A柱基本都停留在了一個矛盾沖突之后的平衡點。

解決A柱矛盾的N種嘗試

矛盾既然存在，從業(yè)者就要想辦法去解決它。對于這個問題，各家企業(yè)都有自己的解決方案。

最簡單的就是掏空了。把一根粗壯的A柱變成兩根，自然就有希望在保證強度的前提下，優(yōu)化視野。這實質(zhì)上也是反角度A柱的一種延續(xù)。

2001年，沃爾沃在SCC概念車上展現(xiàn)了一種奇妙設(shè)想，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，做出鏤空A柱，這樣駕駛員便可以透過這些“洞洞”看到被A柱遮擋的景象，再通過格式塔效應(yīng)——即駕駛員自己的“腦補”來消除A柱的視野問題。不過這一前衛(wèi)的設(shè)想難以量產(chǎn)，最終只停留在概念車階段（不得不說這個做法在造型上也確實稍顯奇葩）。

另一種思路便是通過光學折射、投影技術(shù)解決這一問題（頗像一段時間流行的隱身衣設(shè)想），大陸、豐田、捷豹路虎等，都在這一路線上做出了嘗試。

“透明A柱”的黑科技和小隱患

不過探索了這么久，A柱問題一直也沒什么實質(zhì)性進展，直到新技術(shù)的誕生為解決這一問題帶來新的希望。接下里就要講到哪吒U的AR-View系統(tǒng)了。前面說這樣一個把手機攝像頭拿到車外的事情原比想象的難做，具體難在哪里呢？

通過光學折射、投影技術(shù)解決駕駛員視野盲區(qū)

第一個核心問題就是即時性。不信？請打開你的手機相機。看起來似乎畫面是實時更新的，但是現(xiàn)在開始左右移動手機，慢慢加快速度,是不是能感受到明顯的卡頓了？這種卡頓在汽車高速行駛的狀態(tài)下，顯然是非常致命的，這個問題同樣也是流媒體后視鏡發(fā)展的重要壁壘（這也是取消外后視鏡的概念說了這么久，遲遲不能真正落地的原因之一）。所以這里先拿流媒體內(nèi)視鏡進行舉例，延遲大概是40-60ms，這是個什么概念呢？一般MOBA游戲里面有個概念叫“網(wǎng)絡(luò)延遲”，20ms以下基本上一般玩家都不會有任何感覺，往上繼續(xù)增加，慢慢就能感受到延遲的存在，達到100-300ms時會相當影響游戲體驗，300以上的延遲，可以直接退了。所以對于實時動態(tài)的東西，人的感受還是相當敏銳的（尤其高速路況下，延遲的影響就會相當嚴重），以當前的流媒體技術(shù)水平，想要取代更為重要的外后視鏡，還確實差了那么一些距離。A柱視野這一問題在這里還要更為復(fù)雜，要讓駕駛員視角看到顯示屏上的內(nèi)容恰好是被A柱遮擋的景象，這就需要攝像頭采集圖像的同時，還要捕捉駕駛員的視線，經(jīng)過計算再呈現(xiàn)到屏幕上，這就要求強大的算力和更為優(yōu)化的算法作為支持，不然計算時間帶來的延遲就會讓這一技術(shù)毫無實際意義。不過這并不意味著流媒體技術(shù)對汽車毫無作用，比如A柱視野這一問題，更多場景是在低速轉(zhuǎn)彎時易撞到行人，所以相對而言，幾十毫秒的延遲還在可接受的范圍內(nèi)，流媒體做透明A柱的做法，在這一點上并不十分完美，但也還算成立。

A柱的內(nèi)飾板截面圖

第二個就是布置問題，有屏幕就要有線束，PCB板等等內(nèi)部零件，加上本來就要從A柱走上車頂?shù)木€束，天窗導(dǎo)水管等，再包上A柱的內(nèi)飾板，顯然會讓A柱變得更為粗壯，哪吒U在這一點上也沒能逃過。相比于Eureka概念車上的“順暢無比”，量產(chǎn)版本相比一般A柱明顯多了一塊凸包。A柱并不是一根方方直直的柱子，前文講到為了照顧包住粗粗的A柱白車身結(jié)構(gòu)，照顧內(nèi)部的走線、導(dǎo)水管等布置，還要考慮到視野的要求，A柱的內(nèi)飾板截面一般都會盡量做成類似倒梯形的樣子。這樣一種截面形狀對于布置顯示屏是不利的，在考慮屏幕本身黑邊的要求，可能加上顯示屏給A柱等增肥反而使這一技術(shù)得不償失。不過，隨著OLED，柔性屏技術(shù)的發(fā)展，此處的減肥應(yīng)該不是什么純技術(shù)難題。所以，哪吒U在這里確實下功夫邁出了有意義的一步，這一嘗試對于解決A柱視野問題是有效的。但車企是要盈利的，這一技術(shù)不菲的成本，是否劃算？

當然，透明A柱要面臨的問題還遠不止這些。如果碰撞無法避免，這么一塊屏幕會不會直接碎著飛向人眼睛？加一塊屏幕是否會干擾駕駛員注意力？為了模擬真實視野的屏幕和為了顯示信息的屏幕，其亮度控制應(yīng)遵循同一原則嗎？這些都還是未知。

解決A柱問題的終極方案

前面花了很多時間來講A柱的視野問題是怎么來的，最后再來看一下這個問題是怎么沒的。古人有云：“如果一個問題無法解決，那就把提出問題的人消滅掉（劃掉）或是把問題本身消滅掉。”那么A柱視野問題怎么從根本上消滅掉呢？

自動駕駛。

固然，隨著技術(shù)水平的提高，前面講流媒體透明A柱的不完美之處也會日趨完美，但當流媒體技術(shù)不再是科技難題，前風擋是否會直接被一張大屏幕替代？而且別忘了，汽車行業(yè)里還有一場賽跑：隨著主動安全技術(shù)的普及，自動駕駛時代的加速到來，駕駛員還需要時刻看路嗎？高速狀態(tài)的視野盲區(qū)還是個問題嗎？甚至到了一個全道路自動駕駛的時代，乘員坐姿和碰撞法規(guī)還會是現(xiàn)在這個樣子嗎？

哪吒在陳塘關(guān)前繃緊麒麟臂，左手如托泰山，右手如抱嬰孩，拼盡全力射出一支軒轅箭，但或許再過些時候，箭靶都已消失不見，天邊只留一片云煙。