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让碰撞来得更猛烈些——碰撞测试小科普

发布时间:2024-07-23
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  安全碰撞测试是出现相对较晚的车辆测试项目。但无碍其快速地发展成为如今最成熟,也最重要的测试项目之一。在我国相关法规之中,明确要求正面100%碰撞、正面40%重叠偏置碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、转向管柱窜动量碰撞试验、客车侧碰等项目一定要达到标准方能上市。而侧面柱碰撞、MPDB偏置对碰、AZT正碰、RCAR后碰、气囊匹配类低速碰撞、NCAP及保险指数相关碰撞试验,则多为针对特定需求所定制化的项目,碰撞要求往往比法规标准更为严苛。

  作为车辆商品市场准入无法逾越的门槛,汽车安全碰撞测试属于汽车安全技术之中的重要验证环节,自身也有着悠久的发展历史。早在20世纪初期汽车制造商意识到安全的重要性,尝试进行基本的碰撞试验。1930年美国公共道路安全研究(NPRC)开展基础研究但并没形成系统的碰撞测试标准。1950年美国通用汽车在自家汽车安全中心尝试早期碰撞测试。1966年美国颁布《国家交通与机动车安全法》,成立了国家公路交通安全管理局(NHTSA),大力推动汽车安全法规和碰撞测试方法的制定,次年完成首次官方测试。

  1970年初,欧洲引入碰撞测试,1979年NHTSA为正面碰撞测试发布了FMVSS 208法规。从1980年开始碰撞测试逐步走向多样化,1987年成立的Euro NCAP开始对车辆进行系统性的安全评估,三年后NCAP测试程序在全球范围得到大力推广。尽管半个多世纪以来碰撞测试一直持续发展,可有趣的是直到1997年才由E-NCAP发布了首个测试结果,这在汽车制造商和消费的人之间产生了强烈的反响。随后碰撞测试项目因为主动安全技术的发展再次扁平化,从测试被动安全系统全面开始评估主动安全系统。随着无人驾驶与智能网联技术的普及,确保这些新技术安全的对应项目也正在“赶来的路上”。

  汽车安全碰撞发展中有一个“他”与“它”尤为功不可没。20世50年代空军医生斯塔普上校发现,死于车祸的飞行员远多于飞机失事。为此他大力提倡安全带应用并开始碰撞测试研究计划。最初测试是将假人放入报废汽车中一起撞向木头或混凝土,在拒绝了真人自愿参加测试后,根据大量研究数据结果,斯塔普提出了包括带有安全锁的车门、改进保险杠设计以及带吸能衬垫的仪表板等多样汽车安全创新功能。斯塔普的专业相关知识与前瞻力,对日后相关的汽车安全测试项目及流程起到了重要作用。

  而那个“它”则是参与试验的测试假人。不管你信不信,测试假人被发明之前,测试车内的乘员通常是黑猩猩、猪等动物,甚至还用过尸体。但它们只能提供 “生与死”的答案,而无法为安全功能研发提供足够数据。20世纪40年代末第一个名为Sierra Sam测试假人终于诞生。同样受雇于空军的Sierra Sam,幸运地得到了测试弹射座椅的“一次性”工作。尽管它没有来得及坐上汽车,但它奠定了假人家族为测试效力的基础。

  第一个真正投身汽车领域的假人,是通用汽车在1971年研制的Hybrid I。在经历了一系列碰撞测试后,依然健在的它,以实力验证自己能被标准化批量生产,唯一缺点是碍于当年技术,没办法真正复制真人在碰撞中受到的影响。早期假人在制定测试标准方面发挥了及其重要的作用。如今的测试假人拥有遍布全身的各类触感器,不但完美复制真实人体运动,还能在测试中完整收集详细数据。造假昂贵可能是它们当下最大的缺点,不过与真人性命相比也就不算事了。

  达安中心目前拥有正面、侧面以及后部不同用途的假人47个,这些涵盖从婴儿到成人,从男性到女性的各类假人甚至还考虑了不同体型。其中仅正碰用混III 50%男性假人就有9个,如果按照一次碰撞在正副驾驶分别布置1个假人的标准估算,即便算上碰撞后他们重新标定所需的“休息时间”,它们对于业已完成的四千余台次碰撞测试可谓“鞠躬尽瘁”了。

  我们以达安中心整车安全室为例,带大家认识一个完备的整车安全实验室都有啥。建筑面积达到1.7万平米的达安中心整车安全室成立于1995年,拥有400多套设备和仪器,已经专注汽车主被动安全测试30年,早在1996年7月,就完成了国内首次气囊匹配正面碰撞试验。技术方向涉及整车碰撞、模拟碰撞、安全部件和化学分析四个专业领域。简单解释一下这四个领域是什么。整车碰撞就是完成各种模式下的实车碰撞、安全气囊匹配(道路、路障、静态)、驾驶室撞击、前后端防护、客车侧翻、EDR、行人保护等国家强制性检验、进出口认证、碰撞性能改进和其他复杂试验;模拟碰撞则通过加减速台车,对汽车安全带动态、汽车门锁动态、行李箱冲击、座椅动态、校车座椅、儿童约束系统等做试验;安全部件比较好理解,就是负责对安全部件强度、安全带性能、内部凸出物、燃油箱等等项目做出安全评估;化学分析则通过VOC采样舱及各种化学分析设备,对整车、部件、材料来VOC、禁用物质、ELV、气味、石棉、贵金属、气味等级以及强度评价等各种化学做分析类试验。

  大家最关注的应该是实车碰撞,达安中心早在2002年启用的第一条碰撞线年来累计完成了三千多次碰撞试验,这中间还包括2011年在这里实现的首次卡车碰撞,2013年的首次校车碰撞。如今,为满足更复杂新能源汽车测试需求,兼具室内与室外碰撞区域的新能源碰撞线%的碰撞线km/h速度的最大牵引能力为3.5吨,70km/h速度时则能牵引25吨,也就是说除了超重型车辆以外,这里兼顾了绝大多数车型的碰撞测试。全线个碰撞区,其中正碰、偏置、侧碰、追尾试验,以及等速车对车偏置可调碰撞试验在长度160m的中央碰撞区进行。

  为了全方位有效记录碰撞表现,该区域顶部、地坑底部、壁障、侧面及车载总计有16组每秒1000帧的高速摄像机。卡客车碰撞和新能源车碰撞试验则在室外碰撞区进行。余下两个碰撞区有点意思,一个是国内最长同时具备AEB预制动台车和实车碰撞试验能力的180米AEB碰撞线;另外一个则是专为斜坡、侧面、螺旋等滚翻测试以及大型电池包冲击试验所打造的翻滚及电池包碰撞区。从这两个区域的设置,能够准确的看出达安中心紧跟车辆发展技术的未雨绸缪。

  是否觉得汽车安全碰撞就是用各种手段,抡圆了把车子往墙上扔而已?其实随着汽车技术的持续不断的发展,碰撞测试以及相关设备也在慢慢的提升。譬如针对当下大热的氢燃料汽车,就不是谁都敢轻易扔的车子,更何况还是带有氢罐的真车,这扔不好就是小型炸弹。为此达安中心的工程师们在新能源碰撞线完成了国内首次涉氢碰撞试验,并且开发完成了国内首套“氢燃料电池汽车碰撞试验后氢泄漏量采集与计算系统”,实现了对燃料电池汽车车载氢系统碰撞全过程的数据采集与实时泄漏量的计算。更牵头了《氢燃料汽车碰撞后安全要求》的国家标准制定。当真既要测出氢车安全水平,又要保证测试过程安全。

  再比如最近频繁出现在热搜头条的AEB功能。为了在AEB预制动碰撞试验中更真实再现碰撞场景,达安中心开发了可安装各类不同碰撞测试装置的AEB预制动可拆卸碰撞墙。如何厉害不细说,给大家一套数据去感受,总重190吨的壁障仅预埋锚栓基础就有177吨,2组三角基座、1个前碰撞面墙和18组地锚连接器连接间隙小于1mm。这套自行开发的设备及成功使用标志着达安中心成为国内首家具备此试验能力的检测机构。

  时至今日达安中心已完成了四千余台车的碰撞测试,而从他们所开发的各种新场景来看,希望让碰撞更猛烈、更多样,让安全验证更充分些不言而喻。能撞与耐撞,在车辆安全领域本就属于两个概念。撞肯定能撞但不确保撞完能剩下什么。耐不耐撞估计就算车企也不敢打包票,只有真正撞过才知道,那多撞几台就好了。


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