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文檔簡介

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》

(征求意見稿)

編制說明

一、工作簡況

(一)任務來源

根據國家標準化管理委員會于2021年10月13日發布的國標委發〔2021〕27號文下達

的強制性國家標準制修訂計劃,委托全國汽車標準化技術委員會汽車碰撞試驗及碰撞防護分

技術委員會(SAC/TC114/SC33)組織起草,由中國汽車技術研究中心有限公司、中國第一

汽車集團有限公司等單位承擔修訂《汽車側面碰撞的乘員保護》強制性國家標準項目,項目

編號20214426-Q-339。

(二)背景意義及必要性

目前我國關于汽車側面碰撞國家標準GB20071-2006《汽車側面碰撞的乘員保護》發布

于2006年,其對于車輛在側面碰撞試驗后的性能要求已不能滿足當今汽車產業發展的需求,

主要體現在:一是隨著汽車在中國的普及以及不同車型車輛保有量的多元化,我國的平均車

型特征發生了明顯的變化,原有的側碰可變形壁障臺車參數已不能真實代表事故車輛平均特

征;二是現有標準中使用的EuroSIDI假人存在一些設計缺陷,在一些車型特定碰撞試驗條

件下,不能真實反映人體碰撞響應;三是車門開啟機構和鎖止系統的新技術應用,對于車輛

碰撞事故后易于對車內乘員的救援提出了新需求。

GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》是我國汽車技術標準體系的重要組成部分,作

為強制性標準,是政府加強汽車產品管理、引導和規范行業發展的重要依據,也是指導企業

產品規劃和研發的重要文件。隨著汽車新四化技術發展,道路交通環境、車輛型式及安全配

置發生了變化,以及仿真度更高的碰撞試驗假人的不斷應用,標準中原有的測試方法和測試

裝置亟需升級和完善。

本項目是對GB20071-2006《汽車側面碰撞的乘員保護》的修訂,旨在升級汽車側面碰

撞中對乘員保護的技術要求,建立更科學的考核指標和評價體系,適應新時代對汽車側面碰

撞保護性能的發展需求,減少車輛側面碰撞事故中乘員的損傷,推動我國汽車安全性能的持

續提高。

(三)主要工作過程

1、主要工作概述

全國汽車標準化技術委員會汽車碰撞試驗及碰撞防護分技術委員會組織成立《汽車側面

碰撞的乘員保護》標準起草組,于2019年5月啟動標準預研工作,由中國汽車技術研究中

1

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

心有限公司、中國第一汽車集團有限公司、重慶長安汽車股份有限公司牽頭,主要汽車生產

企業、檢測機構、高校及科研院所共同研究修訂GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》強

制性國家標準。起草組通過技術調研、集中討論、現場調查和試驗驗證等多種形式,廣泛組

織行業力量共同開展汽車側面碰撞的乘員保護標準的研究與修訂,深入研究汽車碰撞安全相

關的技術及應用情況,集合行業力量共同修訂完成了標準技術內容。

2、標準預研階段

從2019年5月召開準備會議到2020年12月,標準起草組開展了產品調研、技術調研、

對標準技術需求等前期預研工作,先后組織召開了五次工作會議;通過技術交流和調研以及

驗證試驗,系統深入地研究了我國汽車側面碰撞的乘員保護技術應用狀態和基本情況及其對

修訂標準的意見和建議,根據相關意見和研究結果形成了標準草案。

2021年5月18日~19日,組織召開標準起草組第六次會議。來自國內外汽車整車企業、

零部件企業和檢測機構等相關單位的專家和代表共計85余人參加了會議。標準起草組代表

匯報了GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》預研工作情況。會議圍繞GB20071標準修訂

開展討論,主要修訂技術點見下表。

序號項目主要技術點

1移動變形壁障重量1400kg

2壁障撞擊點R點+250mm

3壁障尺寸和剛度中國在研壁障AE-MDB

4前排采用假人WorldSID或ES2

5WorldSID頭部傷害值HIC15700

6WorldSID胸部傷害值50mm

7WorldSID腹部傷害值55mm

8WorldSID恥骨力2.8kN

9增加后排假人SID2s傷害指標確定

10SID2s頭部傷害指標HIC15700

11SID2s胸部傷害指標T12-82g

12SID2s盆骨傷害指標5.5kN

13去除R點高于700mm可豁免刪除

14增加自動解鎖考察增加技術要求

15增加車身結構失效考察增加技術要求

16允許側碰主動安全處于工作狀態增加試驗條件

2

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

2021年10月13日,國家標準化管理委員會下達了強制性國家標準制修訂計劃(國標

委發〔2021〕27號文),中國汽車技術研究中心有限公司、中國第一汽車集團有限公司等

單位承擔修訂《汽車側面碰撞的乘員保護》強制性國家標準項目,項目編號20214426-Q-339。

3、標準起草組第七次工作會議

2022年3月24日~25日,標準起草組第七次會議以網絡會議形式召開。國內外汽車整

車企業、零部件企業和檢測機構等相關單位的專家和代表共計170余人參加了會議,一汽集

團和長安汽車的專家分別介紹了GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準研究進展,參

會專家對GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準草案的技術內容進行了逐條分析和討

論,本次主要討論及修改內容如下:

章條編號主要討論內容

企業建議考慮離地間隙增大和車寬不變情況;長安汽車建議調整表述,完

3.1

善車輛型式內容。

3.2奇瑞汽車關于電動汽車內容建議參考GB/T19596-2017內容。

3.4長城汽車建議刪除H點定義,為行業常規定義,不建議單獨列出。

3.9長城汽車建議參考GB/T3730的定義,統一整備質量的定義。

4.1泛亞技術中心表示,標準作為行業門檻值,建議保留WorldSID假人與

ES2-re假人可選;重慶客車檢測中心建議明確標準優先WorldSID假人,

或允許企業選擇ES2-re假人;一汽豐田建議明確企業可選兩種假人;重

慶檢測中心建議不明確指定假人,保持目前表述;一汽集團建議修改車輛

側面結構不對稱表述,修改為“若車輛側面結構不對稱,且差異影響到側

面碰撞性能,按照最不利原則,在對側面碰撞性能最不利一側進行試驗”;

均勝安全建議考慮車身安全配置不同的情況,考慮最不利一側試驗;神龍

汽車建議假人選擇與制造商溝通;智己汽車建議假人選擇在后期編制說明

或宣貫材料明確企業與檢測機構溝通;起草組采納建議,保留兩種假人。

4.3.1車門開啟力:合眾汽車建議試驗方法明確具體操作或具體位置;東風日產

建議明確為400N,刪除至少;智己汽車建議考慮電動門鎖情況(電吸門),

碰撞后直接開啟不滿足法規要求;上汽通用五菱和襄陽檢測中心建議明確

施加位置;吉利汽車建議明確為碰撞側門;中國質量認證中心建議修改“清

晰可見”表述,減少主觀性判斷。

4.3.3東風日產建議與正碰保持一致,增加碰撞后開啟力評價要求。

4.3.4東風日產建議明確評價范圍,正碰或其他標準,查看假人是否接觸;長安

汽車表示暫時不宜量化;襄陽建議刪除表皮割破表述,維持原來表述;一

汽集團建議刪除假人被割破表述,不建議強標過于細致;襄陽檢測中心表

示現有試驗后結合內部凸出物的標準參考最小曲率半徑,主管查看手碰區

域是否存在凸出物。

3

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

4.4試驗后電安全要求,一汽集團建議直接引用GB/T31498技術內容,明確

相應條款;長城汽車建議直接引用標準號,補充電安全要求,明確為“帶

有B級電壓電路的純電動汽車、混合動力汽車應符合GB/T31498的要求”。

中國質量認證中心建議直接引用相關內容和條款;一汽豐田、長春檢測中

心建議明確電動汽車適用范圍;泛亞汽車和中國質量認證中心建議碰撞領

域強制性標準全面更新電安全技術要求,合理融入新要求,同時避免標準

間交叉,維持標準體系的一致性。

5.2.4關于撞擊點以及后排假人,神龍汽車建議不考慮后排,泛亞汽車建議結合

行業整體情況,暫時不納入后排考核;

起草組建議會后企業結合相關研究,反饋是否將后排假人納入考核。

5.2.6長安汽車和重慶客車檢測中心建議統一不同假人的溫度要求;奧托立夫表

示不同假人間溫度要求存在一定差異,建議與柱碰法規保持一致。

5.5.2吉利汽車與東風日產建議明確車門關閉與不鎖止的程度;寶馬汽車建議刪

除半鎖緊與鎖緊定義,維持原有表述。

5.5.10企業建議考慮帶有主動懸架的車型。

5.7.3、5.7.5經會上討論,統一變形量濾波等級為180Hz。

5.8.1長安汽車、延鋒建議統一為HIC15,與CNCAP保持一致,為整體發展趨勢,

HIC36為法規及格線;北汽研發總院表示結合濾波等級,建議選擇HIC36,

數據更為真實;采埃孚分享了HIC15與HIC36對應關系;

經會上討論,建議長安汽車、一汽集團進一步開展研究,初步考慮調整為

HIC15,限值定為700,會后各企業反饋意見。

同一型式判

建議會后各企業反饋標準實施日期及車輛型式變更。

定、實施日期

4、標準起草組第八次工作會議

2022年10月17日~18日組織召開標準起草組第八次會議。一汽集團的專家代表起草

組介紹了GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》實車驗證情況,起草組成員共同對GB20071

《汽車側面碰撞的乘員保護》的技術內容進行了逐條分析和討論,進一步完善了標準內容。

5、標準起草組第九次工作會議

2023年3月22日~23日組織召開標準起草組第九次會議,來自整車企業、零部件企業、

技術機構等160余位專家參加會議。長安汽車的專家代表起草組介紹了GB20071《汽車側

面碰撞的乘員保護》標準研究進展以及實車驗證情況,參會專家對GB20071《汽車側面碰

撞的乘員保護》征求意見稿(初稿)的技術內容進行了逐條分析和討論,本次主要討論及修

改內容如下:

4

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

章條編號主要討論內容

參會專家建議“多用途貨車”定義與GB/T3730.1-2022保持一致,多用途貨車

(皮卡車)具有長頭車身和駕駛室結構、敞開式貨箱(可加裝貨箱頂蓋)、乘坐

人數不大于5人(含駕駛員)、最大設計總質量不大于3500kg的汽車。

3.1

注:長頭車身指一半以上的發動機長度位于車輛前風窗玻璃最前點以前(純電動

汽車與燃料電池電動汽車除外),且轉向盤的中心位于車輛總長的前四分之一部

分之后。

3.3建議可充電儲能系統英文修改為“rechargeableelectricalenergystorage

system(REESS)”。

3.4上汽通用五菱建議R點定義與GB11551保持一致;長安汽車建議與試驗方法保

持一致。

3.8北京現代建議保護系統定義與GB11551保持一致。

3.9一汽大眾建議整備質量定義與GB/T3730.2保持一致,明確容量“至少90%的

燃料”。

3.12經討論,建議將“移動變形壁障”修改為“移動臺車”。

4.1關于試驗“最不利原則”:神龍汽車建議明確最不利原則,方案1考慮假人放

置駕駛員側不變,撞擊車輛右側;方案1考慮假人放置副駕駛側,撞擊車輛右

側;泛亞汽車表示從乘員保護角度,建議調整假人位置到副駕駛側;長安汽車

表示標準初衷主要考慮近端假人傷害,撞擊副駕或者主駕對近端假人傷害情況,

假人位置不變而撞擊副駕,主駕假人傷害較小,建議標準明確;襄陽、長春、

上海等檢測中心表示考慮到車輛結構不對稱情況,處于乘員保護角度,假人通

常放置在副駕位置;一汽集團建議維持目前表述,后期進一步考慮遠端保護;

會議建議明確側面結構是否包含內飾的差異,目前僅考慮乘員保護性能的結構,

建議明確側面結構。長安汽車建議評估是否考慮保護系統的不對稱,或者明確

乘員保護的最不利原則。

4.2泛亞汽車、均勝安全、襄陽達安、長安汽車等討論了標準限值的確定原則。

4.2.2關于腹部合力峰值,襄陽達安建議只保留內力,長春檢測中心表示內力或外力

主要依據傳感器安裝位置的不同導致的策略差異,建議維持目前表述。

4.3.4泛亞汽車建議考慮碰撞后救援情況,碰撞后座椅自動收回,建議會后反饋。

4.3.8上汽通用五菱、泛亞汽車、日產中國等建議刪除冒煙,襄陽達安表示電動車試

驗后存在冒煙和火花情況,車身變形,撞擊后持續的冒煙和起火現象;經討論,

會議建議刪除冒煙及短路,修改為“碰撞試驗后,車輛電路系統及連線不應發

生起火(持續發生火焰的現象)”。

4.3.9神龍汽車等建議考慮碰撞后報警聲音或者其他裝置,考慮相關交通等事故救援

標準;關于碰撞后自動開啟危險警告信號燈,是否存在實施難度以及企業建議,

建議會后企業反饋碰撞后危險警告信號燈安全策略。

4.4寶馬汽車建議增加“帶有B級電壓電路”的電動汽車。

5.4.3.2中國重汽建議考慮N1類車型的行李重量;神龍汽車建議參考NCAP,明確“燃

油箱(如有)”。

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《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

5.5.6吉利汽車建議考慮大角度座椅的長滑軌形式,泛亞汽車建議在正常坐姿下,調

整到中間位置,建議參考正碰標準。

5.8.3.1建議參考CNCAP計算公式。

6同一型式神龍汽車建議考慮后排約束系統變更的情況,其他企業建議考慮正碰保護的約

判定e)束系統變化情況;泛亞汽車表示開發層面的約束系統變化應及時申報,供主管

部門參考和評估;天津檢測中心建議考慮正碰氣囊等增加的情況,但側碰中誤

報情況下,增加了側碰假人傷害風險;襄陽達安建議明確約束系統的優化范圍

和類型,建議企業會后反饋意見。

6同一型式結合長安汽車等企業建議,暫時修改為“REESS的結構尺寸相同或減小,總能

判定g)量相同或減小,在車輛上的布置位置和方式相同。”;此外,GB/T31498要求

為“可充電儲能部件的產品規格型號要相同(包括生產廠家、電池單體類型、

電池單體結構布置、電池包內電池能量相同或者減少20%以內)”,初步建議

與GB/T31498保持一致,建議企業會后反饋建議。

6、標準起草組第十次工作會議

2023年6月8日~9日,全國汽車標準化技術委員會汽車碰撞試驗及碰撞防護分技術委

員會工作會議在寧波召開。汽車碰撞分標委委員單位、起草單位等60余名專家參加本次會

議。標準起草組代表介紹了GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準研究情況,參會專

家對GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準征求意見稿(初稿)的技術內容進行了逐

條分析和討論,本次主要討論及修改內容如下:

章條編號主要討論內容

適用范圍;建議企業反饋2.5t-3.5t以上N1車型納入適用范圍的可能性;

重慶車檢院、襄陽達安建議參考GB/T31498考慮所有N1車型的乘員保護;

適用范圍重慶車檢院表示結合前期檢測數據,2.5t-3.5t以上N1車型基本滿足乘員

保護要求;長安汽車建議考慮所有N1車型,建議豁免試驗后危險信號警告

等條款。

建議統一整備質量定義及英文簡稱,修改為“處于運行狀態的車輛質量,

不包括駕駛員、乘員和貨物,但燃油箱(若有)需要加入總容量90%的燃料

3.9

(和/或包括車載儲能裝置),冷卻液、潤滑油容量滿足制造廠要求并帶有

隨車工具和備胎(如果這些由車輛制造廠作為標準裝備提供的)。”

建議刪除裝置,修改為“使車門相對于車身保持在關閉位置,并可以有意

3.15

開啟(或操作)的裝置。”

3.18建議刪除,修改為“鎖止”的定義。

4.1建議修改為“若車輛車身結構及保護系統不對稱”。

4.2.1.1

建議修改為“頭部傷害指標”。

4.2.2.1

4.2.2.3建議刪除“(或4.5kN的外力)。”

6

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

4.3.1修改為“在碰撞過程中”。

建議修改為“門鉸鏈不應相互分離或從車身連接處脫離;對于碰撞側車門”;

4.3.2

建議考慮是否完全脫離或者單個脫離的情況,建議企業會后反饋。

4.3.3建議刪除“時刻”。

4.3.8建議明確碰撞后時間,3min內不起火。

上汽通用五菱表示部分老車型存在困難,建議提供過渡期,建議企業進一

4.3.9

步評估。

5.5.3建議修改為“車輛應處于空擋狀態,駐車制動器松開。”

經討論,建議初步修改為“對于可外接充電式REESS裝置,應按照制造廠

5.5.4

要求將REESS充電至最大電荷狀態”。

5.8.1表1建議修改為HIC公式。

同一型式判定建議引用外形變更及附錄B。

7、形成標準公開征求意見稿

2023年7月~8月,根據修改意見,起草組對GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》

標準草案進行了修改和完善,補充開展了仿真驗證試驗和實車側面碰撞驗證試驗,形成了

GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準征求意見稿和編制說明,提交至汽車碰撞分委會

秘書處和全國汽車標準化技術委員會秘書處,發起公開征求意見工作流程。

二、編制原則、強制性國家標準主要技術要求的依據及理由

(一)標準編制目的

GB20071《汽車側面碰撞的乘員保護》標準的修訂是為了升級汽車側面碰撞乘員保護的

技術要求,建立更科學的考核指標和評價體系,適應新時代對側面碰撞性能的發展需求,提

升車輛側面碰撞性能,降低交通事故中車內乘員的損傷,推動我國汽車安全性能的持續提高。

(二)標準編制原則

基于標準修訂的前期研究成果,立足于我國道路交通實際特點及汽車行業的技術現狀,

開展本標準的修訂。隨著不同車型車輛保有量的多元化發展,對汽車碰撞中的乘員保護提出

了新要求,以進一步降低汽車側面碰撞事故中車內乘員的傷亡。為貫徹落實《汽車產業中長

期發展規劃》,本標準修訂旨在持續提升我國汽車安全性能,服務和促進汽車被動安全技術

發展,降低交通事故中乘員的傷亡,保障人民群眾的生命安全。

(1)提升先進性,本標準充分研究了國內外側面碰撞標準法規,在借鑒國外先進技術

和經驗的前提下,結合現階段我國車型多元化發展以及乘員保護技術的發展,提出符合現階

段和未來發展的我國側面碰撞乘員保護標準。

(2)考慮可行性,國內自主品牌已具備成熟的車輛側面碰撞安全性能開發能力,在車

輛碰撞安全性能開發方面積累了足夠的經驗,能夠依據對技術標準的變化進行相應的產品設

7

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

計和技術調整,國內汽車檢測機構和汽車企業試驗室具有相應的測試能力。因此,無論是車

輛側面碰撞研發能力還是側面碰撞防撞性試驗驗證,我國汽車企業都具備一定技術水平。

(3)注重符合性、協調性,此次標準的修訂,升級了車輛側面碰撞技術要求、移動變

形壁障技術要求以及了側面碰撞假人。與現有的汽車國家標準和行業標準無相互矛盾與不協

調的內容,符合適應汽車新四化發展趨勢,符合國家有關標準制修訂的規定和政策。

(4)編寫規范性,本標準為強制性國家標準,嚴格執行強制性國家標準的相關規定,

格式嚴格按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》

的規定進行編制。

(三)標準的主要技術內容及技術依據

1、標準主要技術內容

標準規定了汽車側面碰撞乘員保護的技術要求和試驗方法,適用于M1類汽車和N1類

汽車,以及多用途貨車。

在移動臺車前端安裝可變形蜂窩鋁壁障,沖擊試驗車輛駕駛員側。移動變形壁障的縱向

中垂面軌跡應垂直于被撞車輛的縱向中垂面,碰撞速度為50km/h±1km/h。移動變形壁障

的縱向中垂面與試驗車輛上通過碰撞側前排座椅R點的橫斷垂面之間的距離應在±25mm

內。在碰撞瞬間,應確保由變形壁障前表面上邊緣和下邊緣限定的水平中間平面與試驗前確

定的位置的上下偏差在±25mm內。在被撞擊側前排座椅位置放置一個WorldSID50th假人

或EuroSID-2re假人,用以測量和評價被撞擊側人員受傷害情況。

th

對于使用WorldSID50側碰撞假人性能要求:頭部傷害指標(HIC36)應不大于1000;

肩部側向力峰值應不大于3kN;胸部肋骨變形量應不大于50mm;腹部肋骨變形量應不大

于65mm;恥骨結合點力峰值應不大于2.8kN。對于使用EuroSID-2re側碰撞假人性能要求:

頭部傷害指標(HIC36)應不大于1000;胸部肋骨變形指標(RDC)應不大于44mm;腹部

合力峰值(APF)不大于2.5kN的內力;恥骨結合點力峰值(PSPF)不大于6kN。

移動變形壁障由臺車和蜂窩鋁壁障組成,蜂窩鋁壁障采用AE-MDBV3.9,蜂窩鋁壁障

安裝在移動臺車前端。移動變形壁障上應裝有制動裝置,以避免與試驗車發生二次碰撞。移

動變形壁障總質量為1400kg±20kg。其重心位于縱向中垂面±10mm,前軸向后1000mm±

30mm,地面向上500mm±30mm的位置;碰撞塊前面至臺車重心的距離為2000mm±30mm;

寬度為1700mm±2.5mm;碰撞前靜止狀態下,蜂窩鋁上下兩組相交處距離地平面的高度為

550mm±5mm;前輪和后輪的輪間距為1500mm±10mm;臺車軸距為3000mm±10mm。

碰撞試驗后,車門(包括后背門或尾門)應處于鎖緊狀態,鎖體與鎖扣均不能從車身連

接處脫離;門鉸鏈不應相互分離或從車身連接處脫離;對于碰撞側車門,在靠近車門把手附

近的車窗與車門框交接位置處(門把手除外),沿車輛縱向中垂面垂直的方向上施加至少

400N的靜態拉力,車門不應開啟。

碰撞試驗后,非碰撞側車門應處于解鎖狀態;如果車輛裝備了自動激活式車門鎖止系統,

8

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

車門應在碰撞前鎖止,且在試驗后非碰撞側車門應處于解鎖狀態。

碰撞試驗后,車輛電路系統及連線不應發生起火(持續發生火焰的現象),車輛應自動

開啟危險警告信號燈。

2、標準主要技術指標研究與確定

2.1移動變形壁障的研究

2.1.1移動臺車質量參數

依據2016年至2019年中國已銷售的乘用車數量統計數據,每年新增2000多萬輛乘用

車,包含轎車、MPV和SUV等車型。從已銷售的車輛數據分析(見圖1),車輛整備質量

主要分布在700kg到3200kg之間,其中大部分車輛整備質量集中在1200kg到1700kg。從

車輛質量分布區間占比來分,整備質量在1300~1400kg位居首位,1600~1700kg位居第二,

整備質量在1400~1500kg排在第三。

圖1車輛整備質量與已售車輛數量分布圖

萬輛

kg

圖2車輛整備質量分布情況圖

依據中國車輛整備質量分布情況,整備質量小于(等于)1200kg的車輛約占總數的

14.7%,整備質量小于(等于)1300kg的車輛約占總數的38.9%,整備質量小于(等于)1400kg

的車輛約占總數的51.7%,整備質量大于1400kg的車輛約占總數的48.3%,見圖2。由此可

見,已售車輛整備質量1400kg為分界線,據此根據車輛整備質量的分布和所占比例關系,

可以確定采用1400kg作為本次修訂標準當中移動臺車的碰撞質量,能夠代表我國車型的平

均車型質量。

9

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

2.1.2移動臺車幾何參數

車輛尺寸數據通過行業調研和摸底的形式來獲取,圖3為車輛尺寸調查參數示意圖,代

表車輛前端結構的主要參數包括縱梁下端高度、縱梁上端高度、車輛前端減震器高度及車輛

的整體寬度等。調查的內容包括車輛總體寬度、前減震器高度、縱梁上下高度及整備質量等

參數在內。

圖3車輛尺寸參數示意圖

起草組調研了24家企業、115款車型尺寸數據。數據涵蓋70%以上的乘用車企業,其

中基本型乘用車66款(其中小型車6款,A級車43款,B級車17款),SUV39款,MPV10

款。基于汽車市場上乘用車的銷量數據,基本型乘用車所占比例為79.9%,多功能乘用車所

占比例為5.17%,運動型多功能乘用車占比例為14.92%。

表1車型尺寸統計平均值

縱梁下高度/mm縱梁上高度/mm縱梁寬度/mm減震器高度/mm整體寬度/mm

基本型乘用車3765441198131771

SUV4155801118561814

MPV3635151048211734

表1是各車型相關尺寸統計平均值,可以看出對于縱梁下端高度,MPV最低為363mm,

SUV最高為415mm;縱梁上端高度MPV為515mm,SUV為580mm;對于縱梁的寬度,

基本型乘用車平均值為119mm,SUV為111mm,MPV為104mm;車輛前端減震器高度SUV

最高為897mm,MPV其次為861mm,基本型乘用車最低為852mm;車寬統計值顯示SUV

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《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

最寬為1814mm。

圖4為車輛前縱梁高度加權統計值,可以看出對于縱梁下端高度50分位高度值為

389mm,考慮車型權重因素,加權修正值為382mm;同樣方法,縱梁上端50分位高度值

圖4車輛前縱梁高度加權統計值

圖5前端減震器高度加權統計值圖6車輛寬度加權統計值

為555mm,加權修正值為549mm;前端減震器高度50分位高度值為830mm,加權修正值

為821mm(見圖5);車輛的整體寬度50分位值為1785mm,加權修正值為1777mm(見

圖6)。

2.1.3蜂窩鋁壁障

起草組重點調研了市場占有比例較高的A類車、B類車和SUV。通過車輛F-D曲線,

用積分計算車身前部所吸收的能量E1,E2,...En,計算車輛平均變形吸收能量AverE=Sum

(E1,E2,..En)/n;計算力F的縮放因子AverE/E1,AverE/E2,...AverE/En,歸一化力F,求得歸

一化后的NormF-D曲線;基于幾組歸一化后的NormF-D曲線,計算曲線的平均值及標準

差,得出車輛前端平均剛度及通道。

蜂窩鋁壁障主要包括EEVC2000壁障和AE-MDBV3.9壁障,下面將獲得的車輛前端平

均剛度及通道與上述兩種壁障的吸能參數進行對比。圖7是16次試驗后的簡化折線匯總,

圖8是16次試驗車輛平均剛度。曲線平均剛度曲線與AE-MDBV3.9性能通道在300mm之

前有較好的吻合度,300mm之后實際車身剛度高于AE-MDBV3.9。圖9顯示了EEVC-2000

壁障及AE-MDBV3.9壁障與運用標準差得到的車型平均剛度性能通道的對比,可見

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AE-MDBV3.9壁障明顯更接近現有車輛的平均剛度。

圖7碰撞力-位移簡化圖圖816次試驗車輛平均剛度

圖9運用標準差得到車輛平均剛度性能通道對比圖

對于車輛前端剛度,16個車型剛度統計結果表明采用AE-MDBV3.9壁障更為合適;對

于移動臺車質量,將移動臺車參數定為1400kg,容差區間為±20kg,具體見表2;由于

AE-MDBV3.9的使用,臺車的寬度采用1726mm;對于AE-MDBV3.9壁障在移動臺車前端

的安裝高度,以車輛前端主要吸能結構-縱梁高度作為對標參數,進行壁障安裝高度設置,

圖9中參數表明移動臺車縱梁結構離地高度與實際車輛更為接近。

表2移動變形壁障規格參數

主要技術指標移動壁障參數統計值現行標準技術參數

移動臺車質量1400kg1400kg為分界線950kg

移動臺車寬度a41726mm1777mm1500mm

防撞梁下端高度a1350mm382mm300mm

防撞梁上端高度a2550mm549mm550mm

前端前減震器高度a3800mm821mm800mm

前端吸能壁障AE-MDBV3.9AE-MDBV3.9更吻合EEVC-2000

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2.2側面碰撞假人確定

現行標準中規定可以使用EuroSIDI或EuroSIDII假人(簡稱ES1和ES2假人)來進行試

驗。ES1重(72±0.5)kg,用金屬和塑料構成骨架,外覆模擬肌肉的橡膠、塑料和泡沫。肋

骨框架由鋼性脊柱和3個獨立的撓性肋骨模型組成,它具有擬人的變形特征,臂和肩部件在

承受側面碰撞時具有擬人的回轉方式。該假人可以更換肋骨框架和LVDT(LinearVariable

DifferentialTransformer)用于滿足左側和右側的撞擊。ES2假人是ES1假人的下一代

產品,ES2假人的改進主要體現在:1)在頭部和頸部的分界面增加了上頸部載荷單元;2)

頸部在可操作性上有較小的改進;3)肩鎖骨更加靈活,并有特弗龍材料的按鈕來減少摩擦;

4)新型肋骨模塊操控系統主要體現在增加了肋骨粘合物和承載負荷背板上,通過這些能夠

減少座椅的抓縛力,而來自非側面的載荷下,肋骨模塊的變形摩擦力很小,同時傾斜了傳感

器的放置方向;5)在胸椎和腹部之間增加上腰椎T12載荷元件;6)在臀部接合點處用恥

骨載荷元件代替緩沖物,傳感器的方向也有所傾斜;7)對腿上肌和膝蓋與膝蓋接觸截面之

間的大腿骨重新進行設計。

通過標準的實施發現ES1機械結構方面存在如下缺點:1)肋骨位移曲線出現“平頂”

現象,無法達到其規定的量程;2)突出背板,容易嵌入座椅靠背;3)骨盆內塑料制的骼骨

易彎曲變形;4)大腿與恥骨負荷傳感器易發生接觸;5)鎖骨與肩總成捆綁在一起運動;6)

腰椎骨發出聲響;7)因膝蓋之間的碰撞導致恥骨負荷傳感器波形出現尖峰。

ES2相對于ES1,雖然做了改進,但在一些試驗中座椅側框架仍然可能會與ES2假人金

屬板發生干涉,出現假人背板深陷座椅框架現象,使得部分碰撞載荷通過假人背板路徑進行

傳遞,進而減輕了假人胸部位移量。為了消除這一現象在其碰撞一側的肋骨處追加了肋骨延

展(Rib-Extention)的金屬板,這一結構縮小了肋骨與脊柱的距離。在碰撞過程中,肋骨

壓縮,肋骨引伸部分隨之移動,沿著背板上內置的滾針軸承滑向另一側;另外仔細觀察單根

肋骨的結構也稍有變化,在標注“肋骨邊界”的位置比ES2的肋骨短了一些,沒有小的圓弧

過度結構。由于功能的需要,背板結構同樣發生了變化,改進后的假人結構命名為ES-2re

假人。

與其它側面碰撞中等體型男性成年假人相比,WorldSID50th假人的仿真度較高。該假人

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各部位的生物力學保真度均高于ES2假人:頭部指標為優秀,肩部、胸及腹部都為良好級別。

因此,WorldSID50th假人更為真實的反應側面碰撞事故中人體的損傷情況,能更好地對車

輛被動安全性能進行評估,主要表現出如下響應特性:①隨著碰撞過程的進行,腰椎可以彎

曲,假人不會因胸、腹、骨盆相對位置的變化而發生平動和轉動;②由于WorldSID50th假

人胸部相對寬厚,減小了側氣囊的展開空間,使得氣囊氣壓增高、壓力增大,導致在碰撞初

期胸腹肋骨壓縮量和腹部加速度值較大。

綜合考慮到碰撞假人性能和碰撞標準延續性,經行業討論,本次標準修訂采用WorldSID

50th假人和ES-2re假人進行碰撞試驗。

3.標準技術關鍵點及主要試驗(或驗證)情況分析

3.1國內外標準法規對比

目前國外在車輛側面碰撞乘員保護法規與評價規程方面主要分為兩大類,為歐洲UN

RegulationNO.95和E-NCAP和美國FMVSS214和NCAP為代表的試驗方法。國內外側面

碰撞的技術要求對比見下表3。

表3側面碰撞國內外標準法規主要技術內容對比

IIHS—GBGB

FMVSS214NHTSA-NCAPUNR95E-NCAP

NCAP20071-200620071-202X

試驗速度50km/h54km/h62km/h50km/h50km/h50km/h50km/h

臺車質量1500kg1368kg1368kg950kg1300kg950kg1400kg

AE-MDB

變形壁障IIHS壁障214壁障214壁障EEVC2000AE-MDBV3.9EEVC2000

V3.9

撞擊側前撞擊側前撞擊側前排撞擊側前撞擊側前排撞擊側前排撞擊側前排

后排均為ES-2re,ES-2re,后排ES2假放置放置ES1或放置

試驗假人

SID-IIs后排排SID-IIs人WorldSID,后ES2WorldSID或

SID-IIs排Q6和Q10ES2-re

撞擊前排R點向后

前排R點根據車輛的軸距確定前排R點前排R點前排R點

位置250mm

3.2仿真試驗驗證研究

3.2.1移動變形壁障仿真模型確定

根據目前可用的移動變形壁障仿真模型,以及擬采用的側面碰撞移動臺車質量為

1400kg的約束條件,確定采用的可變形碰撞壁為AE-MDB。

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《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

AE-MDB

圖10蜂窩鋁壁障的仿真模型

3.2.2側面碰撞撞擊位置確定

為了更加清晰地確定碰撞位置對乘員傷害的影響,分別針對測試車輛前排座椅R點和

R+250mm進行側面碰撞仿真分析。

3.2.3側面碰撞假人確定

為了更加充分對比不同碰撞假人的影響,針對前排駕駛員側碰撞假人分別采用WORLD

SID或EUROSIDII假人進行仿真分析。同時采用SIDIIS假人放置到后排碰撞側,兼顧評

價后排乘員傷害的影響程度。

前排假人后排假人

WORLDSIDEUROSIDIISIDIIS

圖11側面碰撞假人類型

3.2.4側面碰撞仿真驗證車輛

為了充分驗證側面碰撞位置變化的影響,以及車輛乘員碰撞的傷害水平和變化趨勢,仿

真驗證工作采用了7種車型13款車,包含A級車2款、B級車3款、C級車1款、A級SUV2

款、B級SUV3款、C級SUV1款和MPV1款。在仿真分析過程中分別針對同一車型的不同

碰撞假人和不同車型的不同假人進行傷害值對比分析。

3.2.5側面碰撞仿真驗證乘員傷害指標

結合移動變形壁障、碰撞位置、碰撞假人和碰撞車輛,共開展了52項仿真分析工作(如

圖12),針對前排假人和后排假人分別提取了頭部、頸部、胸部、腹部和骨盆處的傷害值,

前排假人傷害指標見表4。

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圖12側面碰撞仿真分析

表4前排假人傷害指標

前排假人傷害指標

傷害部位

EUROSIDIIWorldSID

頭部性能指標(HPC)頭部傷害指數HIC15

頭部

——3ms合成加速度值(g)

肋骨變形量(RDC)壓縮變形量(mm)

胸部粘性指標(VC)粘性指標(VC)

——肩部側向力

骨盆恥骨力(PSPF)恥骨力

腹部力(APF)壓縮變形量(mm)

腹部

——肋骨VC

3.2.6前排假人傷害值仿真結果

通過仿真分析得到不同車輛類型在不同碰撞位置狀態下前排乘員不同碰撞假人的傷害

值,見表5。具體結果如下:

①頭部HIC性能指標:

所有車型遠小于限值要求,高于原國標傷害值

同一工況下,A、B級車傷害值最大,B級SUV、C級SUV和C級車相當

不同工況(碰撞假人+碰撞位置),對頭部性能指標無較大影響

②頭部3ms加速度性能指標:

所有車型遠小于限值要求

同一工況下,A級車傷害值最大,MPV傷害值最小,B級、A級SUV、B級SUV車相當,

C級和C級SUV車相當

不同工況(碰撞位置),對WorldSID假人頭部性能指標無較大影響

③胸部壓縮量性能指標:

所有車型均小于限值要求,原國標傷害值規律不明顯

同一工況下,A級、B級車傷害值最大,C級SUV傷害值最小

相同碰撞位置,不同碰撞假人,WorldSID假人傷害值較低

相同碰撞假人,不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

④胸部VC性能指標:

所有車型均小于限值要求,原國標傷害值規律不明顯

同一工況下,A級、B級車、A級SUV傷害值最大,C級SUV傷害值最小

相同碰撞位置,不同碰撞假人,WorldSID假人傷害值較小

相同碰撞假人,不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

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《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

⑤肩部側向力性能指標:

所有車型均小于限值要求

同一工況下,A級、B級SUV、B級車傷害值較大,C級SUV、MPV傷害值最小

相同碰撞假人,不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

⑥恥骨力PSPF性能指標:

所有車型均小于限值要求,原國標傷害值處于兩者之間

同一工況,A級、A級SUV、B級車傷害值較大,C級車、C級SUV、MPV傷害值相當

相同碰撞位置,不同碰撞假人,WorldSID假人傷害值較小

相同碰撞假人,不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

AE-MDB&SIDII在不同碰撞位置情況,B級、A級SUV、B級SUV部分車型超2.8kN限

值。

⑦腹部力APF性能指標:

所有車型均小于限值要求,原國標傷害值偏小

同一工況下,A級、B級車傷害值較大,C級SUV傷害值較小

相同碰撞假人(ESIDII),不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

⑧腹部壓縮變形量性能指標:

所有車型均小于限值要求

同一工況下,A級、B級車傷害值較大,MPV、A級SUV傷害值較小

相同碰撞假人(WorldSID),不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

⑨腹部肋骨VC性能指標:

所有車型均小于限值要求

同一工況下,A級、B級車傷害值較大,MPV、C級SUV傷害值較小

相同碰撞假人(WorldSID),不同碰撞位置,假人傷害值無明顯變化

表5前排乘員傷害值評估

序號評估指標前排乘員傷害值評估

1頭部HIC

性能指標

2頭部3ms

加速度性

能指標

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3胸部壓縮

量性能指

4胸部VC性

能指標

5肩部側向

力性能指

6恥骨力

PSPF性能

指標

7腹部力APF

性能指標

18

《汽車側面碰撞的乘員保護》(征求意見稿)編制說明

8腹部壓縮

變形量性

能指標

9腹部肋骨

VC性能指

3.2.7側面碰撞第二次仿真驗證

為進一步驗證側面碰撞方案的可行性,起草組基于國家標準GB20071《汽車側面碰撞

的乘員保護》標準側面工況,組織開展仿真試驗對比不同壁障(MDB、AEMDB、試驗車)、

不同壁障位置(R點、R點+250mm)、不同假人類型對工況的影響。試驗矩陣見表6,試

驗結果如表7所示。

表6側面碰撞仿真驗證矩陣

序號移動變形壁障撞擊位置側面碰撞假人模型示圖

1MDB(0.95t)R點前排:ES/WSD

2AEMDB(1.4t)R點前排:ES/WSD

3AEMDB(1.4t)R點+250mm前排:ES/WSD

4試驗車A(1.4t)R點前排:ES/WSD

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表7側面碰撞仿真結果匯總表

假人傷害指標假人指標限值假人傷害值

AEMDB(1.4tR點

移動變形壁障MDB(0.95t)AEMDB(1.4t)試驗車A(1.4t)

+250mm)

假人ESIIWSDESIIWSDESIIWSDESIIWSDESIIWSD

HIC/HIC151000100029.5776.8768.79148.1842.66136.5723.14122.78

肋骨變形指

胸部445032.5817.2038.4324.8135.6625.9735.1626.00

標RDC(mm)

腹部力

2.5——0.32——0.82——0.74——0.52——

APF(kN)

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