浅谈国内电动自行车头盔吸收碰撞能量性能的检验参数

付博 符依

（深圳天祥质量技术服务有限公司 深圳 518129）

0 引言

头盔是对骑行者头部保护的一种必要装备，现在越来越多的人以电动自行车作为出行工具，我国也发布了电动自行车新国标GB17761—2018《电动自行车安全技术规范》，但是电动自行车头盔还没有相应的国家标准和行业标准，国外针对电动自行车头盔有荷兰国家标准NTA 8776和澳大利亚、新西兰国家标准AS/NZS 2063，这些标准中均有具体的安全要求和测试方法。吸收碰撞能量性能是影响头盔安全的关键指标，也是头盔对头部保护作用的重要一环。本文旨在通过对国内自行车头盔标准GB 24429、摩托车头盔标准GB 811以及国外标准的对比，来探讨电动自行车头盔应具备的相应吸收碰撞能量性能。

1 头盔的主要组成

1.1 壳体：头盔的外层结构，呈现头盔的基本形状。

1.2 缓冲层：用来吸收碰撞能量的适体垫层。此组成部分决定了头盔吸收碰撞能量的性能。

1.3 舒适衬垫：保证头部佩戴舒适的衬垫。

1.4 佩戴装置：保证头盔牢固佩戴在头部的整套装置，包括使佩戴者更舒适的调节装置、系带等。

2 电动自行车前灯不合格整改建议

目前，国内外有关骑行头盔的标准如表1。

表1 国内外骑行头盔的标准

其中，国内运动头盔标准GB 24429—2009对于头盔吸收碰撞能量性能要求是加速度峰值不大于300 g (g=9.8 m/s2)。检验条件如表2。

表2 标准GB 24429—2009吸收碰撞能量性能检验条件 [1]

摩托车头盔标准GB 811—2010按性能和使用对象分为A类盔和B类盔。A类头盔加速度峰值不大于300 g，加速度超过150 g的作用时间应小于4 ms；B类头盔加速度峰值不大于400 g，加速度超过200 g的作用时间应小于2 ms（加速度峰值均不超过300 g时，此项不做要求），加速度超过150 g的作用时间应小于4 ms。检验条件如表3。

荷兰电动自行车头盔标准NTA 8776：2016对于头盔吸收碰撞能量性能要求是加速度峰值不大于250 g。检验条件如表4。

表4 标准NTA 8776：2016吸收碰撞能量性能检验条件 [3]

澳大利亚、新西兰自行车及轮式娱乐设备用头盔标准AS/NZS 2063：2020对于头盔吸收碰撞能量性能要求是加速度峰值不大于250 g，加速度超过200 g的作用时间应小于3.0 ms，加速度超过150 g的作用时间应小于6.0 ms。检验条件如表5。

表5 标准AS/NZS 2063：2020吸收碰撞能量性能检验条件 [4]

3 国内骑行头盔标准在碰撞能量性能上的对比

国内在骑行头盔领域，产品和标准都已经成熟的是自行车头盔和摩托车头盔，通过对比这两种产品的国家标准可知，在选择用平砧进行碰撞时，自行车头盔标准要求的速度还略高过摩托车头盔标准。那我们来看一下相同条件下头盔产生的碰撞能量情况。碰撞能量的计算公式为E=1/2mv2，m为发生碰撞时的质量（重量），v为发生碰撞时的瞬时速度。其中，碰撞质量包括坠落头型的总质量（重量）和测试头盔的实际质量（重量）。假设测试时选择中号头型，测试的头盔随机抽取两类头盔各10个，计算头盔质量（重量）平均值，自行车头盔的质量（重量）约为300 g，摩托车头盔的质量（重量）约为1 500 g。

自行车头盔碰撞能量E1=1/2×（5+0.3）×6.22=101.86 J；

摩托车头盔碰撞能量E2=1/2×（5+1.5）×62=117 J；

理论上，按标准测试时，摩托车头盔碰撞能量是自行车头盔碰撞能量的1.15倍。

国内标准对于电动自行车的最大速度要求是25 km/h，荷兰标准对于电动自行车的最大速度要求是45 km/h，同样选取以中号头型J和设定电动自行车头盔质量（重量）500 g, 电动自行车头盔碰撞能量E3=1/2×（4.7+0.5）×6.52=109.9 J。

综上所知，头盔标准里有关吸收碰撞能量性能检验中头盔碰撞能量相差不大。

4 碰撞的加速度峰值

颅脑撞击损伤是交通事故中常见的损伤和主要致死原因之一。根据国外有关线性加速度研究理论，运动的头部碰撞到静止的物体，颅骨受到撞击而产生很大的减速度，脑组织因惯性关系仍沿原方向继续运动，因而产生损伤。相关研究表明，一个健康成年人头部可以承受400 g（g=9.8 m/s2）到600 g线性加速度。目前，各国头盔标准里加速度耐限推荐指标在300 g左右。

5 国内电动自行车头盔吸收碰撞能量性能检验的参数设置建议

通过上面的几个标准的对比，从以下几点分析：

5.1 头盔吸收碰撞能量性能检验的测试砧石的选用

国内新国标下的电动自行车归类于非机动车，行驶的道路状况和自行车行驶的路况基本一致。所以在选用电动自行车头盔的碰撞砧石时，建议采用和现行自行车头盔国标中一样的平砧和路缘石砧。平砧模拟平坦路面，路缘石砧模拟公路两侧路面与路肩之间的条形构造物。

5.2 头盔吸收碰撞能量性能检验的加速度峰值要求

对于冲击加速度峰值速度，结合国内外标准来看，建议采用不超过300 g。

5.3 头盔吸收碰撞能量性能检验的碰撞速度参数

一般情况，公路自行车行驶速度在16 km/h，按照电动自行车新国标要求，电动自行车的行驶速度不大于25 km/h。而目前市面上的电动自行车头盔的质量（重量）比自行车头盔的质量（重量）要稍重，主要在于结构和增加了面罩等。根据大多数标准，头盔的碰撞能量相差不大，建议碰撞测试参考现行的自行车头盔标准里的速度。

5.4 头盔吸收碰撞能量性能测试的参数设置总体建议

综上所述，建议国内电动自行车头盔吸收碰撞能量性能测试的参数如下表6。

表6 国内电动自行车头盔吸收碰撞能量性能测试的参数设置建议