近日，以“智能 綠色 安全”為主題的2023汽車測(cè)評(píng)國(guó)際峰會(huì)在津舉辦，峰會(huì)發(fā)布了《中國(guó)汽車測(cè)評(píng)研究報(bào)告（2022）》，重點(diǎn)回顧2022年C-NCAP（中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程）及CCRT（中國(guó)汽車消費(fèi)者研究與評(píng)價(jià)）的測(cè)評(píng)結(jié)果，同時(shí)大會(huì)就未來(lái)2024版C-NCAP測(cè)評(píng)方案做了詳細(xì)的介紹。2024版C-NCAP將在2024年7月份正式實(shí)施，新版評(píng)價(jià)規(guī)程從測(cè)試方法到評(píng)價(jià)方案上均有了大幅度的調(diào)整，測(cè)評(píng)更加貼近中國(guó)道路交通實(shí)際情況和車型特征，以更嚴(yán)格、更全面的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)車型進(jìn)行全方位安全性能測(cè)試。

一直以來(lái)，主機(jī)廠對(duì)車輛安全性能十分重視，多將C-NCAP星級(jí)評(píng)價(jià)作為在研車型安全性能開(kāi)發(fā)的首要目標(biāo)。

2024版C-NCAP共包含4個(gè)碰撞工況。分別為55（0，+1）km/h正面剛性壁障碰撞（FRB）、50（-1，+1）km/h正面50%重疊偏置對(duì)撞（MPDB）、60（0，+1）km/h可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞（SC-MDB）、32（-0.5，+0.5）km/h側(cè)面斜角度碰撞（SP）。其中，MPDB、SP兩個(gè)工況與2021版C-NCAP方案一致，F(xiàn)RB、SC-MDB兩個(gè)工況較2021版C-NCAP規(guī)程進(jìn)行了較大改動(dòng)，碰撞能量分別增大了20%、75%。

圖1 FRB碰撞  圖2 MPDB碰撞  圖3 SC-MDB碰撞    圖4 SP碰撞

那么結(jié)合2024版C-NCAP測(cè)評(píng)要求，被動(dòng)安全開(kāi)發(fā)將如何開(kāi)展呢？中汽中心工程院的被動(dòng)安全開(kāi)發(fā)專家們將從整車結(jié)構(gòu)耐撞性開(kāi)發(fā)、車內(nèi)乘員保護(hù)開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面與大家共同分析探討。

（一）整車結(jié)構(gòu)耐撞性開(kāi)發(fā)

• 減小“相容性評(píng)價(jià)罰分”是未來(lái)車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)。

在MPDB工況實(shí)施之前，車身正面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要面向正碰及ODB兩個(gè)工況，此兩種工況結(jié)構(gòu)兼容性開(kāi)發(fā)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)較為成熟。ODB工況的開(kāi)發(fā)，多以加強(qiáng)縱梁結(jié)構(gòu)剛度的方案為主，以實(shí)現(xiàn)提升前艙結(jié)構(gòu)件的吸能能力的目的。但MPDB工況的前艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致碰撞能量更多的被壁障所吸收，車體對(duì)壁障的攻擊性更強(qiáng)，過(guò)強(qiáng)縱向傳遞結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致壁障擊穿，無(wú)法滿足兼容性評(píng)估要求。對(duì)MPDB工況來(lái)說(shuō)，需要考慮進(jìn)一步降低前艙的結(jié)構(gòu)剛度，緩解車體對(duì)壁障的攻擊性。

那么哪兒些因素會(huì)對(duì)壁障兼容性產(chǎn)生明顯影響呢？總結(jié)下來(lái)包括以下幾點(diǎn)：碰撞車輛質(zhì)量、前艙吸能空間、承力結(jié)構(gòu)件與壁障的接觸面積、傳力結(jié)構(gòu)件剛度。

碰撞車輛的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量對(duì)壁障OLC指標(biāo)影響非常大。以某SUV車型為例，調(diào)整該車型的配重信息，CAE計(jì)算結(jié)果如下表所示。

通過(guò)上表可以看出，目標(biāo)車碰撞質(zhì)量每減少200kg，壁障的OLC將降低約1.5g左右，當(dāng)開(kāi)發(fā)車型基本信息確定后，車型整備質(zhì)量將是MPDB兼容性罰分指標(biāo)分解的一個(gè)重要參考依據(jù)。

MPDB碰撞過(guò)程中，壁障與防撞梁、副車架及輪胎結(jié)構(gòu)產(chǎn)生接觸，如下圖所示。接觸產(chǎn)生較大的碰撞力，其中輪胎與壁障的接觸面積較大，受力平臺(tái)在60~80KN之間，高于副車架結(jié)構(gòu)受力，對(duì)MPDB壁障產(chǎn)生的沖擊較大。不同接觸區(qū)域的車身結(jié)構(gòu)剛度不同，導(dǎo)致壁障蜂窩鋁的變形出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，引起SD指標(biāo)的變化。

下圖是兩款不同結(jié)構(gòu)車型的SD計(jì)算結(jié)果，其中車型1為含副車架傳力結(jié)構(gòu)，車型2為不含副車架傳力結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，增加副車架傳力通道后，SD指標(biāo)可以從100mm降至80mm，改善效果非常明顯。

下圖是某款車型不同前艙吸能空間的影響分析，其中車型1較車型2增加了100mm的縱梁長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，可以看出，前艙空間加大100mm后，車體及壁障加速度均出現(xiàn)了不同程度的緩和，碰撞歷程更長(zhǎng)。壁障的OLC指標(biāo)從39g降低到了36g。

圖1 前艙空間示意圖               圖2 車體加速度對(duì)比    

圖3 壁障加速度對(duì)比

• 尋求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的均衡點(diǎn)仍是開(kāi)發(fā)主流。

2024版C-NCAP正碰工況由50km/h速度提升到了不低于55km/h碰撞速度。碰撞總能力提高了20%。這對(duì)前艙結(jié)構(gòu)吸能提出了更大的挑戰(zhàn)。下圖是采用滿足2021版C-NCAP正碰開(kāi)發(fā)需求的車型，進(jìn)行2024版C-NCAP正碰分析對(duì)比結(jié)果?？梢钥闯?，碰撞速度提升后，前艙被擠壓的量更大、前圍入侵超過(guò)了100mm，B柱加速度提高了10g。因此2021版C-NCAP正碰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并不能滿足2024版C-NCAP正碰開(kāi)發(fā)需求。

正面碰撞工況車身耐撞性設(shè)計(jì)基本原則仍然是合理設(shè)計(jì)能量的吸收與傳遞，滿足2024版C-NCAP的整車結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計(jì)需平衡多工況設(shè)計(jì)需求。在車體架構(gòu)初期，結(jié)合FRB等工況的吸能需求，確定前端車體架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括吸能區(qū)、傳力結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)。MPDB對(duì)車輛機(jī)艙傳力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求更加明顯。車輛需要設(shè)計(jì)多條傳力路徑來(lái)變形吸收能量。除主縱梁外，副車架作為前端傳力路徑應(yīng)盡早介入吸能，避免碰撞力集中導(dǎo)致?lián)舸挥行誐PDB碰撞能量可減小臺(tái)車速度變化，降低OLC罰分。同時(shí)增加防撞梁覆蓋面積與強(qiáng)度，避免碰撞過(guò)程中斷裂和撕裂，形成尖銳接觸導(dǎo)致壁障擊穿。乘員艙結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)的足夠“剛”，以便為乘員保護(hù)提供足夠的生存空間。

前碰工況的開(kāi)發(fā)，在結(jié)構(gòu)布置上需要注意避免X向結(jié)構(gòu)重疊，如蓄電池、助力泵等結(jié)構(gòu)X間隙過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致踏板跳動(dòng)超標(biāo)、前圍入侵過(guò)大。對(duì)于前艙空間較小的車型，需要重點(diǎn)監(jiān)控縱梁kickdown區(qū)域的變形， kickdown變形過(guò)大會(huì)引起前圍腳部區(qū)域的焊點(diǎn)失效，導(dǎo)致被評(píng)價(jià)罰分。

• 側(cè)面結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)需關(guān)注新型壁障SC-MDB的應(yīng)用

2024版C-NCAP側(cè)面碰撞工況引入了SC-MDB壁障，SC-MDB蜂窩鋁剛度設(shè)計(jì)與AE-MDB差異較大，主要特點(diǎn)是中間軟、兩端硬，因此目標(biāo)車B柱結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，并不能很好的延緩壁障入侵。SC-MDB碰撞速度為60km/h，臺(tái)車重量是1.7t，總體碰撞能量較AE-MDB提高了約75%。

新型壁障SC-MDB的應(yīng)用，對(duì)側(cè)面結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)。下圖是某2021版C-NCAP五星車型的側(cè)碰CAE結(jié)果對(duì)比。

預(yù)研分析發(fā)現(xiàn)，SC-MDB較AE-MDB工況，側(cè)面侵入量整體增大了約80%，侵入速度增大了約50%。SC-MDB的特點(diǎn)是中間剛度偏低，兩端剛度偏高，因此對(duì)于碰撞目標(biāo)車而言，前、后車門被擠壓程度大大增加，導(dǎo)致車門入侵量及入侵速度偏大，假人傷害風(fēng)險(xiǎn)增加。

側(cè)面結(jié)構(gòu)耐撞性開(kāi)發(fā)應(yīng)采用能量傳遞、傳力路徑、斷面分析等手段，針對(duì)碰撞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)如門檻、車門防撞梁、座椅橫梁、A/B/C柱等進(jìn)行設(shè)計(jì)，更甚需要考慮優(yōu)化各結(jié)構(gòu)件的搭接形式、搭接面積等因素。同時(shí)考慮新工藝、新材料應(yīng)用。柱碰作為一種側(cè)面碰撞的極惡劣工況，工作重點(diǎn)集中在B柱、門檻、A柱等側(cè)圍框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。由于乘員艙側(cè)面空間相對(duì)偏小，為確保乘員生存空間滿足需求，側(cè)面結(jié)構(gòu)需要有足夠的剛度才行。