汽车安全车身研发与碰撞试验

房长江，王三琴，于海雷，钟响，刘东凯，左旭，闫东

（1.博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司，吉林 长春 130013；2. 一汽-大众汽车有限公司，吉林 长春 130011；3.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062）

前言

对于消费者而言，一辆汽车的外观造型最能直接地吸引他们的眼球，然而对于汽车安全性而言，更重要的往往是车身内部的骨架结构，因为它才是保护驾乘人员的关键。车身结构不同的设计理念，将直接影响到汽车的安全性。放眼未来，汽车将从“零死亡”向“零伤亡”再向“零事故”的终极目标不断前行，随着车辆安全技术的不断发展，汽车安全终将进入崭新的境界，而C-NCAP（China-New Car Assessment Program）中国新车评价规程也将引领中国汽车安全技术实现新的目标。

1 安全车身结构

归纳当今世界各大车企的安全车身结构，大致可分为以下五种类型：

1.1 GOA安全车身结构

GOA车身的核心是平衡了“降低驾乘人员受到的冲击”以及“保护乘员舱安全”两个相对矛盾的目标。该类型安全车身设计时着重加固乘员舱部分，同时减弱车身前后端的结构，当汽车发生碰撞时，车身前后端被挤压变形的同时也将吸收碰撞能量，而乘员舱不发生变形以保护驾乘人员的安全，同时可以有效地加强乘员舱防护和缓解二次撞击。

1.2 Zone Body安全车身结构

Zone Body的核心设计思想是当汽车发生碰撞时，能够快速将撞击能量进行有效分散。该类型车身结构是将整个车子分为前中后三个区域，其中前后两区为“溃缩区”，其刚度经过精密计算，在受到撞击时会发生溃缩并有效地吸收冲击力，而结构又不会太过脆弱使冲击力直接作用于乘员舱。中间部分则为“安全区”，经过加强的车身结构，能够有效地抵御并分散未被溃缩区吸收掉的冲击力，从而保证车辆无论在哪个位置发生撞击，均能迅速分散掉冲击力，最大限度减少车体变形，最大限度保护乘客的安全。

1.3 G-CON安全车身结构

G-CON的开发理念是通过对车身结构进行详尽的CAE分析，以确保车身变形量恒定的状态下，控制车身所承受的冲击力，降低乘员所受到的冲击力，G-CON安全车身结构的设计主要体现在前后保险杠横梁采用了高张力钢筒状结构，同时前围板下加强横梁根据碰撞时的负载对钢板材料和料厚进行了进一步优化，它们与前纵梁系统构成了完整的能量吸收和分散结构，能够将碰撞冲击力均匀的分散并传递到指定的区域。在真实碰撞过程中，这种安全车身结构也能将冲击变形控制在安全范围以内，从而为驾乘人员提供最安全的保护。

1.4 MAGMG安全车身结构

MAGMG安全车身结构除了其车身前后端为碰撞吸能区，以减少撞击力对乘员舱的影响外，其顶盖、车门和地板等部位则是采用了由强韧的车架所构成的“3H构造”，所谓3H结构是指:将侧围,顶盖及地板形成三块独立的近似H形的焊接总成,而在顶盖及门槛处焊接成为一体。3H车身结构能够有效地加强车身结构，确保在汽车前后端冲击变形后驾乘人员的安全空间不被侵袭，最大程度保护驾乘人员的安全设计。

1.5 环状骨架安全车身结构

环状骨架安全车身，就是将车身的A、B、C柱与地板下纵梁形成环状的安全结构，从而有效地包裹住乘员舱，这样的设计与其它车身结构的设计方式有所不同，不但能够实现全方位立体式的防护能力，还能增加车身的整体刚度，因此对于整车的操控性也有提升的作用。环状骨架安全车身可以将其水平对置发动机的优势发挥出来，因为车身降低了发动机搭载的高度，不仅有效降低车身重心，同时在车辆遭受正面撞击时，发动机将会移到地板中央通道的下方，以避免直接挤压乘员舱，而伤及乘员舱内的人员。

2 碰撞安全性能试验

在我国最具权威的汽车碰撞安全性能试验为 C-NCAP即中国新车评价规程。C-NCAP是将厂家自愿申请或C-NCAP抽检的车型按照比国标更严格的评价指标进行各项碰撞安全性能测试，最终的评价结果按星级划分并公开发布。C-NCAP能够为消费者提供所购买车型的详尽碰撞安全性能信息，同时也可以有效的推动车企增强对相关安全评价规则的重视，促使车企在研发过程中不断提高车辆的整体安全水平。

C-NCAP的试验项目主要分为三个部分：

（1）乘员保护部分：含正面 100%重叠刚性壁障碰撞试验、正面 40%重叠可变形壁障碰撞试验、可变形移动壁障侧面碰撞试验、低速后碰撞颈部保护试验（简称“鞭打试验”）。

（2）行人保护部分：主要包含行人保护试验。

（3）主动安全部分，含车辆自动紧急制动系统（AEB）性能测试、车辆电子稳定性控制系统（ESC）性能测试报告的审核。

（4）附加试验——燃料消耗量试验。

C-NCAP的最终评价结果将根据乘员保护、行人保护和主动安全三个部分的得分率进行加权求和，按照综合得分率来确定星级，最低1星级，最高为5+星级。此外，三个项目还必须同时满足最低得分率要求。

3 结论

对于安全车身结构，归根结底其本质都是采用前后端偏“软”中部的乘员舱偏“硬”的三段式设计结构，以便车身既能够达到足够的刚度又有足够吸能空间的目的。同时当今的中国各大车企已经开始对C-NCAP进行大量的研究和测试，因此中国的新车评价规程对于提升我国的汽车整体安全性具有着非常重要的促进作用，同时国外NCAP机构也对C-NCAP结合中国新时期的测试和评价规程给予了充分的肯定。