忠于安全|2021版C-NCAP规则亮点解读

2022-05-14徐飞设计邱洪涛

世界汽车 2022年4期

关键词：乘员气囊灯光

文/徐飞设计/邱洪涛

忠于安全|MPDB，车-车对撞藏玄机

在新版规则3大项共17小项的变化中，最引人注目的无疑还是MPDB工况测试。MPDB是什么，为什么2021版C-NCAP要引入MPDB试验，MPDB究竟难在哪里？

MPDB是什么？

MPDB全称Mobile Progressive Deformable Barrier，中文翻译为移动渐进变形障壁。MPDB常用来代指正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验，通俗点可以理解为“车-车对撞”试验。

为什么选择MPDB工况？

在2021版规则中，原有ODB（正面40%重叠可变形壁障碰撞）工况变更为MPDB工况。这是基于CIDAS（中国交通事故深度调查）数据对中国实际事故发生类型分析后所做出的选择。MPDB工况所用台车重1400kg，与国内常见家轿重量相当。两车重叠率为50%，碰撞速度均为50km/h，速度方向相反。同时，测试按照中国驾乘习惯布置了乘员，主驾采用THOR假人，副驾和二排左侧采用Hybrid Ⅲ 5th女性假人，第二排座椅最右侧放置儿童假人，兼顾副驾驶女性或后排女性+儿童两类中国家庭常见的出行场景。

MPDB难在哪？

MPDB测试的重叠率虽然有所提高，但碰撞物双方均具有速度，相对速度达到100km/h，碰撞能量大幅提升。此外，MPDB试验车辆加速度明显大于ODB，峰值高出了约20g，并且加速度整体出现较早，从加速度整体看，类似于该车辆进行50km/h刚性壁障全正碰试验。有测试显示，一款仅针对ODB设计的车型，在分别进行MPDB和ODB试验的情况下，胸部得分下降56%，小腿得分下降34%

未来，在MPDB测试中我们还会经常见到一个“陌生”的概念——碰撞兼容性。通俗来讲，碰撞兼容性指的是汽车在碰撞中保护自己的乘员，同时也保护对方车辆乘员的能力。在碰撞中，只有当两辆车乘员的伤亡率和死亡人数很低的时候，才能说明两辆车具有很好的兼容性。就好比带护具的奥运拳击赛或者用竹剑的比武，意在取胜而不是杀敌，更不能出现“杀敌一千自损八百”的情况。2021版规则实施初期，兼容性评价将以罚分的形式出现，最高罚分为3分，后续将会提升至6分。

说到这，细心地读者可能会发现MPDB测试有一个“BUG”：当碰撞车辆质量较小时，碰撞车辆吸收的碰撞能量相对较大，MPDB试验的假人评估得分相对较低，而兼容性修正罚分会较低，至少台车的速度变化会小。反之，当碰撞车辆质量较大时，碰撞车辆吸收碰撞能量相对较少，假人的评估得分相对较高，但台车速度变化会大，兼容性修正罚分会多。所以，车企想要消除这个“BUG”，通常需要对车身及零部件进行针对性设计，这往往不是一朝一夕可以实现的。

忠于安全|侧柱碰，新能源汽车“专项考试”

2021年，全球新能源汽车销量再创新高，达到675万辆，同比增长108%。其中，中国新能源汽车市场实现持续突破，销量达到352万辆，同比增长超过160%。随着新能源汽车保有量持续增长，国家出台了很多大力推动新能源汽车产业发展的福利，消费者在享受这些福利的同时，对新能源汽车的安全性能也更加关注。在新能源汽车的不断快速发展中，需要创新技术消除消费者对新能源汽车安全性的疑虑，解决消费者关心的痛点问题，用技术进步推动新能源车市场的发展。

目前，国内已经开展对新能源汽车的相关碰撞测试，包括40%偏置碰撞在内的整车正面碰撞试验、侧面碰撞试验。但是对于新能源汽车而言，在考虑车身安全之外，还得考虑发生碰撞后的电安全。一般新能源汽车的电池包为长方形，平铺布置在车身底部。因此，当发生局部碰撞，尤其是侧面柱碰时，电池包承受的冲击力和挤压力更大。同时，由于侧面柱碰的碰撞点更集中，车辆侧面局部侵入量非常大，对驾驶员的头部和上半身的伤害也会更严重，而且侧面柱碰的碰撞面积小，撞击力难以分散，会对车辆产生强大的“切割力”。所以，新能源汽车的侧柱碰试验难度大、风险高。

作为国内权威的汽车安全评价体系，C-NCAP于2018版年正式引入针对新能源汽车电安全的评价，在最新的2021版规则中新增了针对新能源汽车的侧面柱碰试验，以替换原规则中的可变形移动壁障侧面碰撞试验，试验对象包括纯电动汽车BEV和插电式混合动力汽车PHEV。该项测试重点考察车辆的乘员保护和电池安全。需要注意的是，只有两侧配置了侧面气帘或者头胸一体式气囊的车辆才能开展侧柱碰测试，而没有这些配置的车辆该项测试得分为0分。新能源汽车在进行侧柱碰试验后才会对车辆进行电气安全考核，包括触电保护性能、电解液泄漏、REESS安全评价和高压自动断开装置。

根据2021版C-NCAP规则，侧柱碰试验方法是，车辆以32kn/h的速度、75°夹角撞击固定刚性柱。车辆驾驶位放置一个World SID 50th假人，以供测量乘员损伤情况。在评价得分中，前排假人最高可以得到16分，评分部位分别是头部、胸部、腹部和骨盆，每个部位最高可以得到4分。在考核指标中，除胸部压缩量低性能限值为55mm，其他指标限值与AEMDB试验相同。

在侧柱碰测试中，车体刚度和车体质量对乘员的损伤影响较小。其原因在于，座椅和安全带对乘员的约束作用较小，乘员处于接近完全自由状态，直到乘员与展开的侧气囊接触，而且受到侧气囊的保护。同时，车门与刚性柱接触的前10ms内已完成变形。所以，当侧气囊完全展开时，其一侧受到乘员挤压，另一侧与完成变形的车门直接接触，在整个侧柱碰的过程中，对乘员起到了吸能作用的只有侧气囊和门饰板。

保护策略

头部保护。按照新规则，只有两侧同时配置了侧气囊或者头胸一体式气囊的车辆才能进行侧柱碰测试，未配置的车辆该项测试得分为0分。配置的侧气帘需要能够满足侧面碰撞头部保护区域的要求，如果覆盖不足，会导致头部与刚性柱直接接触，那结果将十分严重。此外，侧气帘需要有一定的厚度保证和压力保证，防止在碰撞过程中头部发生接触，造成损伤超标。

肩部保护。在评价中，如果肩部受的侧向力大于3kN，胸部的得分为0分。为缓和对肩部的冲击，侧气囊需要完全覆盖或半覆盖假人肩部。在假人肩部撞击B柱饰板或门饰板的时候，饰板的刚度对肩部的冲击力起到了决定性作用，因此肩部对应的饰板区域在设计时要避免布置卡扣、金属结构等硬点，防止刚性过大。同时，为了防止肩部与钣金发生硬接触，造成肩部受力极剧升高，饰板到钣金结构之间应该保证有足够的吸能空间。

胸部保护。胸部的肋骨压缩变形量是侧柱碰的重点失分项。胸部肋骨主要承受假人手臂和侧气囊的挤压，碰撞前假人手臂位于胸部与气囊之间，如果碰撞过程中不能及时避开肋骨，就会严重挤压胸部，造成肋骨变形量急剧上升。合理的优化气囊变形和展开过程，使手臂向上抬起，可以显著降低胸部受压变形量。另外，在上述过程中，为了达到理想的手臂运动姿态，需要关注内饰空间、气囊覆盖区、气囊折叠方式、座椅撕裂线、发泡槽和侧气囊导向部件等的设计。为了保证气囊顺利入位，还需要关注门饰板和B柱饰板的初始空间状态。气囊应该完全覆盖胸臂区域，而且还要尽早点爆，使气袋向假人快速展开，在保证完全入位的基础上，从下方抬起手臂。此外，在保证假人顺利抬起手臂的同时，需要进行气囊刚度匹配，避免刚度过高严重挤压肋骨或刚度过低造成触底。

腹部保护。一般情况下，假人的腹部传感器对应着门饰板扶手的高度，可以通过优化扶手刚度来改善腹部受损伤的情况。主要采用弱化结构设计、避开硬点的方式进行改善。在弱化过程中，需要重点关注扶手刚度降低后触达车门钣金的风险。

骨盆保护。一般情况下，安全带在侧碰中没有保护作用，而侧气囊仅能起到保护头部和胸部的作用，应适当增强外包围、内饰板、侧门防撞杆等强度，减少传递到乘员身上的能量，降低冲击对骨盆部位的损伤。此外，还可以通过改变车辆侧面结构，如采用更强的车顶横梁来吸收更多的碰撞能量，或者增加侧气囊或者臀部气囊保护乘员，但有可能在一定时期内增加成本。

忠于安全|灯光测试“破冰者”

提到汽车前照灯，我们通常将关注车灯的人分为两类群体——“外貌协会”和“照度联盟”。前者很好理解，前照灯决定了整车的颜值和辨识度，如保时捷的“青蛙眼”或者宝马7系的“天使眼”都是各自品牌的标志。后者也无需多言，简单来说就是比谁的灯亮、比谁的灯炫，奥迪“灯厂”的信徒们自然最有发言权。

不过，随着2021版C-NCAP规程的实施，以外观和亮度论大灯的时代或许就要迎来终结。我们对汽车灯光的认知将会被烙上另一个印记：安全。

车灯和安全有什么联系？

汽车前照灯性能其实是车辆主动安全的重要组成部分，其道路照明效果直接影响夜间行车安全。根据CIDAS统计数据，45%的致死事故和60%行人致死事故发生在照明不佳状态下，包括凌晨、黄昏或者夜晚等场景。虽然这些时段行车里程较少，但事故率较高，汽车灯光系统的重要性可见一斑。

全球最早开展系统性汽车灯光测试的组织是IIHS。据研究，车辆在夜间驾驶的事故风险是白天驾驶的3倍，同时IIHS也发现评级良好的大灯相较评级较低的大灯，能够将夜间事故率减少19%，驾驶员受伤的概率则减少了29%。正是由于这样的原因，2022年Top Sfaty Pick和Top Sfaty Pick+两大北美汽车安全榜单的直接分水岭便是前照灯测试。

中国汽车灯光测试的“破冰者”

在IIHS，灯光安全已经拥有了“一票否决权”。但很可惜，很长一段时间里，这个测试并没有出现在中国乃至全球各大NCAP体系中，仅有J-NCAP（日本NCAP）和ASEAN NCAP（东盟NCAP）针对是否装备自适应远近光灯设有得分项。

为了打破这一尴尬的局面，C-NCAP在全新2021版规则中，新增了针对整车灯光性能的评价项目。这是全球NCAP中首次引入系统的照明安全测试评级，具有重要的开拓意义。

C-NCAP延续测试项目符合中国国情的传统，采用了3.5m的车道宽度来进行各指标的采集，同时考虑到户外环境过于动态，不可重复试验，最终采取了室内静态整车级的测试方法。具体的测试项目主要分为对近光灯和远光灯的性能评价，以及额外的加分项和扣分项。

近光灯是最常用到的模式，也是测试的重点项目。近光灯主要考察直道引导距离、弯道引导距离、左侧行人可见度、路口行人探测宽度以及弯道照明宽度5个方面，这些项目分别体现了汽车灯光在不同路况下为驾驶员提供照明的能力，以及对行人的探测能力。针对远光灯，则主要考察车灯是否在不同路况下均能提供充足的照明。此外，新版规则中还将自适应灯光与眩光分别作为加分项与扣分项处理。

注：点A为汽车正前方视野点，重要性最高；点E为前方路面照射点，重要性位列第二；点B和点D为左右视宽，重要性位列第三；点C为路牌照明点，重要性相对较低。?

灯光测试难在哪？

对车企来说，通过灯光性能测试其实并不轻松。其主要难点还是在于概念引入较晚，无法及时进行针对性设计和改进，这一点与2018版规则新引入行人保护时类似。不过可以确定的是，在C-NCAP的“倒逼”下，灯光安全一定会迅速在各大车企中得到重视和普及。

同时，整车灯光性能的评价不仅是单纯的亮度，而是要在适当的距离达到指定的照度值。所谓照度值，表示的就是受照面明亮的程度。车灯需要分别在不同的距离达到1、3、5lx的照度值，以确保驾驶员既不会因为过于明亮而无法分辨近处的行人，也不会由于过度昏暗而无法针对远处的障碍物做出灵敏的反应。同时在弯道上，车灯也需要保持一定的视野宽度并进行指引，使驾驶员能对道路两侧进行正确的判断。为保证车辆在不同路况下都能提供恰当的照度值，车企自然要下一番苦工。