摘要：“内嵌式防滚架”、2200兆帕的热成型钢、AI参与研发——你可能还没开过小米YU7，但你一定在热搜上见过这几个关键词。作为一款新车，能让材料学、理论力学和人工智能在同一个车型上被反复热议，说明这辆车确实不太寻常。但问题也随之而来：它到底是真的强，还是宣传强？带

“内嵌式防滚架”、2200兆帕的热成型钢、AI参与研发——你可能还没开过小米YU7，但你一定在热搜上见过这几个关键词。作为一款新车，能让材料学、理论力学和人工智能在同一个车型上被反复热议，说明这辆车确实不太寻常。但问题也随之而来：它到底是真的强，还是宣传强？带引号的“内嵌防滚架”究竟是不是营销噱头？2200兆帕这个数字，又该如何理解。

本期《懂车老王》我们尝试绕过这些宣传热词，探讨一下车辆安全设计中的工程博弈。

老王节目有一个惯例，看到一个新技术，先不喊遥遥领先，而是先问三个问题：它是怎么做出来的？它为什么这么做？什么场景下是对的？

热气胀管嵌入工艺，就是把一套钢管，嵌在了AB柱里面，小米管这个叫做带引号的“内嵌式防滚架”，这种说法咱们节目的态度是——夸张了，但背后很有看点。其实更准确地说，这个内嵌结构它的设计【灵感】，是来自防滚架的。

你看这里，我摸这个紫色的位置，它钢管为啥可以和车身贴的这么紧，还能根据AB柱的轮廓改变钢管的形状，其实这是利用了热气胀成型的工艺来填充结构，B柱上段这一块每个厂家的处理不同，有的用碳纤维贴片加热成型刚。

有的用CBS做内部填充SU7就是这种。

有的只用到了热成型刚，YU7选择用内嵌钢管这种方式来实现多层结构，其实殊途同归，这种在关键部位进行材料填充的设计方法论的本质，就是提供和和防滚架支撑特性类似的一种功能，我觉得这才是小米给这套结构起名为内嵌防滚架的真实逻辑。

从生产步骤来说，大体上就是先加热钢管，加热到900度左右，稍微保温一会儿，对钢材来说就进入了方便进行淬火的奥氏体温区，但这个时候不着急冷却，而是把钢管快速放到和AB柱一样构型的模具中，然后瞬间注入高压气体，此时，这段紫色的管子就会因为内压膨胀与模具紧密贴合。

在这之后，会用专用的机械手把它夹出来，给它进行短时间冷却，成形的同时进行淬火，把奥氏体快速转变为马氏体，获得2200兆帕的强度级别。随后作为AB柱的骨架嵌入白车身结构中。那么带来了什么优势呢？简单来说就是，又薄、又强。因为普通冷冲压钢板根本无法在一个步骤内成型出这种复杂的三维中空件，热气胀是一次性胀成目标性状的，效率非常高，而且里面是空心的，也不容易皱折，内部受压比较均匀壁厚控制的很均匀，局部刚度也高，这些都对整车的侧向能力非常好。这就是为什么这根管子虽然不是真正意义上的“防滚架”，但在工程意义上它的确在保护你的原因。

我另外关注的一个点，相信很多人也看到了，就是发布会上展示的结构图，A柱没有问题是全段都有。但这个热气胀成型钢管并没有贯穿整个B柱，只延伸到了中段，于是有人问，说这个既然热气胀成型的管材强度高达2200MPa，为什么不干脆把整根B柱都嵌进去呢？

原因很简单，车辆侧向碰撞时，真正与人体胸部、头部重叠的，是B柱的中上段，而下段更多承担的是吸能的角色。如果设计成整根贯穿到底，会造成整个侧围结构过硬，冲击能量无处释放，所以从真实需求来看，B柱的上下段有差异性吸能的需求。

其实大家都能接受车头有吸能区，但实际上侧面也有吸能的需求，侧碰发生时，两个指标会导致人员伤害较大，一个是侵入速度，一个是侵入量。如果B柱上下都做得很强，不去做吸能区，侵入速度会非常高，而且会有很大风险导致气囊展开受限，整个侧面冲击会被传导给中上段，上面没了下半身再完整也没用对不对？另外侵入速度如果变高的话，对人体的冲击和伤害会更大，所以不光是车头，侧面其实也不是全段都要做的特别强，需要找地方来吸能；另外为什么要做B柱上端强下端弱，在发生货车压顶或者翻滚时，要求车内的乘员空间得到足够的保证，在一定阈值内都需要保证不大量变形从而影响生存空间。

所以，B柱下段这一块区域，往往需要在面对撞击时，发生适度溃缩、而B柱的上半段保持刚性不变形或少变形才是更优解。那么在这个限定条件下，B柱的这个热气胀钢管选择优先在中上部做体现，就可以理解了。

这个车过一阵子估计大概率中保研或者中汽研就要出结果，老王在这做个预测，就是这种设计在侧碰过程的人员头部的摆动和限位，大概率能起到一些正向的效果，大家可以先收藏，到时候咱一起分析。 当然，还有一个细节是这个B柱的下段，大概在这，它实车状态有一个安全带卷缩器的安装位，这是整个约束系统的核心部件可不能拿掉它。

过度强化这个区域会影响它的空间布置、包括预紧行程释放，同时也影响后续的结构布线与维修便利性。所以一个是发布会的图做的很精确，并没有做错，二是我们关注结构的小伙伴心非常细，值得点赞，当然除了构型以外，我们还要把目光放在2200Mpa的这个超高强钢上面。

从目前行业发展来看，汽车的安全性体现在两个方面，一是吸能，二是抗形变。随着目前电动车的发展，对材料的轻量化要求变得非常苛刻，所以材料强度从大的格局来讲，是必然提高的，这个没有争议。 那么强度进一步提升，材料的伸长率这些成型性能会逐渐下来，导致材料的可加工能力降低。

听起来很矛盾，这也是老王一直以来想说的话题。就是我们如何正确理解2200兆帕这个参数？

其实对于大多数接受过工程教育的人来说，拉伸曲线是非常基础的知识点。理力也好，材力也罢，都对“屈服强度”“抗拉强度”和“屈强比”这些术语不陌生。这些概念大家都应该了解了解，因为它是理解结构安全与材料性能的基本工具。

就像老王平常也在音乐圈有好多朋友，音乐嘛，人人都可以欣赏，也都有表达感受的权利，但如果你要以专业身份去评论演奏的技术水平，起码要理解一些音乐语言，假设一个人连五线谱都不认识，然后跟你面前大谈贝多芬的作品中的瑕疵，你是不是觉得他多少有点毛病？

同理，在材料科学这类涉及精密数据和物理规律的领域，一个网友如果想要对“2200兆帕强度钢”到底行不行，这些术语发表严肃观点，那么具备最基础的力学认知，是最基本的尊重了。

画面中这个金属材料的拉伸曲线，学名叫拉伸应力-应变曲线，你如果想有理有据地客观评价汽车材料，是一定要了解的。

他的基本构成，起点O是不受外力的，材料处于零应力零应变状态，然后OA段是开始使劲拉这个试块，此时还处在材料的弹性范围内，应力与应变成线性关系，符合线性的胡克定律σ=Eε，之所以是一条直线，意味着一旦卸载这个拉应力，材料就会完全恢复原状。直到A点，情况就不一样了，A点也叫屈服点，准确来说是A点或稍后一些的B的之间这个区域，是屈服强度YS出现的位置。这个点的位置之后材料开始发生永久性的塑性变形，就是拉劈了收不回来的意思，这一段我们叫强化段，就是破罐破摔阶段。

应力继续上升，但应变也快速增加。 直到点D，达到最大抗拉强度UTS，此后，材料试块开始出现颈缩necking，直到断裂。

这个曲线两个非常重要的参数，一个是屈服强度，它是材料开始发生不可逆塑性变形的最小应力，另一个叫做抗拉强度，他是断裂前材料能承受的最大拉应力点，代表抗断裂能力。理解这段曲线有个小窍门，就是屈服强度永远在抗拉强度前面，所以屈强比一定是小于1的，对，没错，屈强比——屈服强度和抗拉强度的比值，也是一个非常重要参数，这个参数能体现材料在开始塑性变形与最终断裂之间的到底有多少延展性余量。

这个余量越大，材料就更柔韧，汽车的碰撞吸能区，往往就是这种材料占比更高。我看最近有些人喜欢拿潜艇用钢来宣传车，为什么我们说从工程视角来看，这种宣传是有点奇怪的。因为这类宣传可能并没有弄清楚潜艇的真实需求，潜艇它的这个耐压壳，面对的是持续且均匀的高静水压力，有时要面对上百个大气压，不是汽车碰撞那种瞬时冲击。最怕的一种情况，就是材料在无预警的情况下发生慢性变形，学名叫做屈曲——buckling。

所以像一些潜艇采用的是HY-100系列的钢材，抗拉强度它只用到了690兆帕的钢，还不到目前很多车的一半，但这代表汽车就更厉害吗？如果你认为是，那你就陷入了唯参数化的错误思维之中了，因为潜艇的艇壳，虽然抗拉强度只有690，但屈服强度仍然有620兆帕左右，屈强比高达0.9，而且像一些军用潜艇用钢价格是十余倍汽车用钢的成本，而且主要满足的是更严苛的军标，比如裂纹延展、氢脆、还有静音和防腐，对焊接也有极高的要求。

这里面核心的思维点，就是潜艇用钢是静压设计，耐压壳不允许发生那种长期的、缓慢的变形，哪怕只是毫米级别的变形都不允许，都会影响密封，造成巨大的压差风险，所以潜艇它要的材料肯定是高屈强比、在极限前硬扛而不软的材料，但绝对强度没必要太高，避免脆断。 而汽车碰撞是动压 + 瞬时高能，碰撞峰值力在 30ms 内就释放完毕了，和潜艇那种静压场景完全不一样。

追求高屈强比通常意味着牺牲一定的极限强度也就是曲线的顶点抗拉强度UTS，这是金属材料领域的一个共识，所以在汽车的工程语境里，如果你非要追求屈强比，那么你成本框架，就会把你的抗拉强度上限压死在700~1000 MPa左右，这对YU7这辆车来说显然是不够的，因为乘员舱抗冲击标准这辆车定的非常高。你看小米最后定的是2200兆帕的抗拉，屈服强度目前官方没有公布，但这个不用去查的，因为按需求来说，是肯定不会有潜艇用钢那么高的，大体范围应该是在1500兆帕左右，算下来屈强比0.65-0.7之间，这个是我目前根据资料总结出来的主观猜测范围，有更细致论据的小伙伴也可以补充。但我们几乎可以肯定的是，大家用不着和潜艇这种高达0.9的去比，因为使用场景相差很大，

这个东西老王愿意称之为风险模型驱动材料选择的一个经典案例，说白了就是“断裂机制”决定材料用途：到底这一块是怕裂，还是怕弯？这也是老王为什么觉得拿潜艇级用钢来宣传汽车是一种比较混淆的概念，如果单论某一个参数——比如抗拉强度，汽车钢材在某些指标远远超过潜艇，所以怎么说呢，就是这其实是一种属于无厘头宣传，有一种让人无力吐槽的感觉，就很迷。

目前汽车行业主要宣传的的都是抗拉强度，两个原因，一个是广告效应明显，数值高、看起来显眼。另一方面，其实汽车领域对抗拉的承载极限要求更高，能撑住不断不撕裂才是关键。哎反正你看完老王这一期，能把屈服强度和抗拉强度以及屈强比三个概念记住了，会看拉伸曲线了，我这节目就没白做！

那么我们说回小米，2200Mpa的这个小米高强钢本身也有很多说法，小米发布会上，提到了东北大学王国栋院士，我记得是2018年，他所在的实验室是率先研发出2000MPa级热成形钢，可以说为这次小米高强钢奠定了一个基础。我觉得更有说法的是这个AI模型从2443万种配方中筛选出最佳方案这个工程逻辑，怎么理解呢？我认为还是要抓本质，本质上，几千万种配方它是最大的一个范围，你玩过天文望远镜么？原理差不多的，AI帮助筛选就相当于天文望远镜里面的那个寻星镜，负责在大场景先圈一个范围，确定了你要找的星系大概在哪儿，再用主镜去细琢磨。

而且更重要的是，AI是用来预判工程代价的，冶金这个行业尤其是开发传统高强度钢的时候，需要在成分设计和热处理方面，包括成型路径这三者之间反复试错，尤其是像2200Mpa的超高强度钢材，要照顾强度、冲击韧性还有焊接特性，成本更是不能无限抬高，是一个非常典型的高维非线性多目标优化问题。

另外，2200兆帕的热成型钢的热气胀“内嵌防滚架”——其实对我来说的启发点不只在强度高，而在于制造方式，内嵌热气胀管能让复杂中空结构一次到位，有了这种热气胀的填充，提升的是车身整体综合的抗拉抗剪能力。比起一般的冷冲压钢板，这种热成型+内胀成型工艺成本更高、精度更高，适合用于A B柱这些关键区域，也说明小米YU7，它是真的花了心思在安全结构上的，怎么说呢，又是第一次做SUV不懂怎么节省成本，对吧？

那么话说回来，防滚架这个名字起的就很灵性，也是目前的争议主要来源，其实我觉得小米嘛，这种争议正好对小米是一种流量加持，被喷也是正常的，老王其实也对小米官方起这种名字持保留态度，但一些人拿远古时期的牧马人来找爹就不太合适了，牧马人的确用过热气胀管，但这车的初衷是为了增强车架的抗扭刚性，特别是在门框、加强梁这些部位进行“刚性提升”，而且用的材料强度也不是特别高。主要强调的是在越野车身大幅扭动比如过交叉轴的时候，让开闭件的变形稍微小一点，减少结构疲劳用的。

而小米YU7作为电动车，那么大一块电池，车身天然抗扭刚度就不会太低，热气胀管主要是保障碰撞瞬间的生存完整性，特别是笼式车身结构中这个A/B柱与门框上沿的抗剪能力，一句话概括——牧马人是抗扭、yu7是为了在大质量电动车时代提升防撞能力。

要说比较类似，小米和BBA的一些车型是相对接近的，只不过BBA往往它不宣传，这回小米应该是在全网真正开始科普这个名词的企业，也算是一件好事，至少从这个成品白车身模型来看，他们自身也是做了一些优化的，不仅是形状复杂，还要求内外壁无皱折、壁厚均匀，我认为YU7在下一个阶段，如果可以对模具、压控系统、气体介质纯度这些细节参数披露更多信息，就更好了，因为想做到今天YU7这个样子，这几个领域的综合要求可是非常高的。

节目最后老王想说，我在写这一期的时候，我就觉得小米它虽然营销是冲在前面的，但车内确实也给你安排了很多值得慢慢品味和解读的细节，今天我们其实只讲了一个材料和工艺的耦合问题，就非常长。所以各位你看，安全这个事儿，说穿了永远是物理的巧思，材料的克制，结构的妥协。小米YU7这个整体笼式车身配热气胀的内嵌高强度钢管，它也许不是真正意义上的“防滚架”，但它确实是国内主流品牌第一次，把一项过往只在豪华车里静悄悄使用的工艺，摆到了聚光灯下。

而老王更关注也是更建议的，是目前汽车行业正一点点地转向更追求真实更细节的宣传表达方式，不再只标榜极限数据，而是把物理边界、性能分区、工艺代价，乃至安全带卷缩器布置位，都掰开揉碎讲给公众听。同时也是在告诉所有人，材料和构型的意义，不是2200兆帕本身也不是到底算不算传统意义上的防滚架，而是让更多人它背后那一次次的多变量贝叶斯优化，是为了在千分之一、万分之一的可能性里替用户扛下事故的那一次冲击。你说对么？

我是老王，下期见

来源：科技奇闻木子李x