汽车设计与开发集成-第11章 汽车驾驶安全性设计

11.2.1.2 中国 新车评价规程（C-NCAP）
1 表11-2 C-NCAP星级评分标准与评价
总分
星级
车辆安全性说明
≥60
5+(★★★★★☆)
52 ～59
5 (★★★★★) 表示乘员严重伤害的概率小于或等于 11%
44 ～51
4 (★★★★) 表示乘员严重伤害的概率为 11%~20%
目录
11.1 概述
11.2 相关法规和标准 11.3 汽车主动安全性设计
11.4 汽车被动安全性设计
11.5 汽车安全性评估与验证
第11章 汽车驾驶安全性设计
随着社会与科学技术的发展， 汽车已成为人们生活 中不可替代的一部分。而汽车的安全性，尤其是碰撞安全 性能已成为社会所关注的重要问题，已然成为汽车行业研 究和开发的重点。
目前全球最严格和最具权威性的 Euro-NCAP 评价规程，它由 欧洲各国汽车联合会、政府机关、消费者权益组织、汽车俱乐 部等组织组成，其性质是不依附于任何汽车生产企业的独立的 第三方机构，所需经费由欧盟提供，不定期对已上市的新车和 进口车进行碰撞试验。鉴于 NCAP 对消费者购车选择产生的巨 大影响，欧洲主流汽车品牌对 NCAP 成绩非常重视，部分企业 在新车样车碰撞结果不佳时甚至主动对产品进行改进，并进行 二次测试。
11.1.1 汽车安全性概述
图11.1 避免和缓减碰撞过程（来源：宝马）
11.2.2 车辆安全设施配置
安全气囊
图11.11 正面碰撞后引发安全气囊的工作序列
11.1.2 汽车安全性分类
➢ □ 汽车主动安全性
顾客对于主动安全性的要求一般被归纳到其它整车特征中（在前文中 已有论述）： ○车身设计：例如通过提高车身形状设计和颜色的可视性，来提升驾 驶员的视野。（见第四章）； ○操控性: 例如通过刹车辅助系统缩短制动距离，或者通过ABS和ESC 来提高避开障碍物的能力。（见第七章） ○车舱舒适性：例如通过控制噪声等级、热舒适性或纵向动力学来增 强驾驶员的警觉性。（见第八章） ○信息娱乐性：例如通过人体工程学的显示和控制来减少驾驶员分心 ，通过交通信息和先进的软件系统来提高驾驶员的警觉性（见第九章 ）。
11.1.2 汽车安全性分类
汽车碰撞试验技术要求的目标冲突在于：
一方面，是模拟真实交通意外情况；
另一方面，要获得可复原的有价值数据，以便能够清晰地 评估涉事车辆。
然而，现实中事故通常涉及两辆或更多的车辆，并 且事故中碰撞对某辆车的的影响在很大程度上取决于其它 车辆的行为。因此，将测试结果作为测评汽车安全性的绝 对标准并不特别适当。为了获得一个客观的被动安全评估 方法，在大多数碰撞测试中用标准壁障物来替代另一辆车 。并且必须精确规定测试流程，以便得到可复原的结果。
侧面碰撞 FMVSS/CMVSS 214/301 后部碰撞 FMVSS/CMVSS 301 ○ 中国汽车碰撞安全法规 －正面碰撞 GB11551-2003 －侧面碰撞 GB20071-2006 －后部碰撞 GB20072-2006
• －行人保护GB/T 24550-2009
11.1.3 决定安全性的非车辆因素 Vehicle-independent Factors Determining Safety
上述欧、美、中国等地区的碰撞试验法规在细节上也有所差异,如： 正面碰撞速度：
中国：48-50km/h；欧洲：56km/h；美洲：48km/h；NCAP： 64km/h。
碰撞角度：中国要求90%正面碰撞，而美国规定碰撞角度±30度。 侧面碰撞速度：
美洲：48km/h速度行驶车辆与24km／h速度行驶车辆发生相互碰 撞；
。
11.1.2 汽车安全性分类
□ 汽车被动安全性
汽车被动安全性与其它整车特征相比，无法让客户在 购买前亲自评估。即使在购买后，也只有在极少数并且不 希望发生的意外中才能体验到。因此，客户希望得到承诺 ，保证在遇到危险时，车辆能使驾驶员和乘客免受伤害。 这可以通过两种方法来实现：
（1）列出车上的安全设备（例如安全气囊或者安全带等 ），通过标准的碰撞测试结果，对车辆的被动安全性能进 行评估与分级。
普通高等教育汽车工程类专业规划教材 《汽车设计与开发集成》，王秋成编著 机械工业出版社，2018年6月出版
第11章 汽车驾驶安全性设计
浙江工业大学 车辆工程研究所 主讲 ：王秋成 教授、所长
2018年8月7日
普通高等教育汽车工程类专业规划教材 《汽车设计与开发集成》，王秋成编著
机械工业出版社，2018年6月
图11.3 欧洲 NCAP侧面碰撞试验的评估和分级
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
(3) 侧面柱状碰撞
侧面柱状碰撞是对安装了头部保护侧气囊的车辆进行测试，测试车置于测 试台车上，以29km/h速度撞击一直径254mm的固定圆柱(模拟电线杆、路 灯杆或树)来评估侧气囊对驾驶者头部的保护程度。
3
17
5
2
9
2
1
1
0
0
侧面柱撞 头部、颈部
2
表行7人.5
欧洲新车评估组织评分表 2
11.2.1.2中国 新车评价规程（C-NCAP）
我国的NCAP由中国汽车技术研究中心于2006年7月25日正式提出 ， 称为C-NCAP。C-NCAP评价规程以NHTSA-NCAP和Euro-NCAP 为参考依据，结合我国的汽车标准法规，道路交通情况和车型特征等 因素，最终确定了符合我国国情的C-NCAP评价规程。
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
(4) 行人保护 行人保护就是用测试假人的小腿、大腿和头部(成人及儿童)等部位，以40km/
h的速度分别撞击测试车辆的前保险杠、水箱保护罩前缘及发动机盖等测试点，以 此来评估上述位置的设计对行人的保护程度的优劣，如图11.4所示。
图11.4 欧洲NCAP保护行人的评级
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
1) 正面碰撞： 正面碰撞就是以64km/h的速度撞击车宽40%偏位设置(驾驶侧)的可变形障碍物(蜂 巢式铝合金构造。
➢ 有关车辆被动安全性的全方位非强制性测试项目由独立于
汽车制造商的代表们负责制订。在欧洲，新车评估组织 （NCAP）根据车辆在标准碰撞测试中的表现授予星级。
中国、欧洲：试验车辆静止不动，移动变形壁以50km／h速度撞击 试验车辆。
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
进入20 世纪90年代后,欧洲、日本和澳大利亚等国都制定了相 关的 NCAP 体系，分别被称为美国的 NHTSA-NCAP、欧洲的 Euro-NCAP、日本的 J -NCAP 、澳大利亚的A-NCAP以及中 国的 C-NCAP。由于各国的路况和国情不同，NCAP 的碰撞标 准也不尽相同，而通过对比各国 NCAP 规则，我们便可以更加 直观的了解他们之间存在的不同之处和差异。
◇ 驾驶员的成熟程度：最小驾驶年龄、获得驾驶证的要求、强制交通安全违 法行为等。
举例来说，车辆保险杠标准FMVSS 49 CFR Part 581”规定，汽车在遭受 低于5km/h的低速碰撞时，车身前部于后部不映造成任何变形，这与其自身 成本关系更大（在7.2.1.2已讨论）。
第11章 汽车驾驶安全性设计
36 ～43
3 (★★★) 表示乘员严重伤害的概率为 21%~35%
28 ～35
2 (★★) 表示乘员严重伤害的概率为 36%~45%
＜28
1 (★) 表示乘员严重伤害的概率等于或大于 46%
11.2.1.3 C-NCAP与欧美 NCAP 试验项目及评价技术比较
11.2.2 汽车安全性非强制性评估
➢ 除了碰撞试验外，欧洲新车评估组织的测试还包括评估儿
童和成人行人在事故中可能受到的伤害程度。在这些测试 中，根据行人涉及小腿、大腿和头部受伤情况，对车辆前 车身的不同部分进行了评估。
图11.2 欧洲NCAP正面40%偏位碰撞的评估和分级
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
(2) 侧面碰撞 侧面碰撞就是以测试台车(蜂巢式铝合金构造)与测试车纵向轴成垂直方向，以5 0km/h的速度撞击测试车左前侧处，移动壁障中心线对准试验车辆R点。
中国汽车强制性标准体系是以欧洲ECE/EEC汽车技术法规体系 为主要参照体系，在具体项目内容上紧跟欧美汽车法规体系的协调成 果。因此，这些强制性标准从技术要求的角度看，其内容是与国际上 先进的法规体系相同的。
除了上述碰撞试验法规，车辆还要通过其它一些测试（如车顶顶 压试验FMVSS / CMVSS 216）。
在交通事故中最大程度地减少人员伤亡是汽车被动安全性的最重要目标， 同时减少对汽车自身的破坏也是消费者的要求。
通常对于汽车交通行驶的安全性、技术特点和汽车的性能仅仅是很多评判标 准的其中之一。其它一些因素也会影响汽车的碰撞安全性，例如：
◇ 交通规则，例如速度限制、通行规则、血液中酒精的允许含量值等；
◇ 道路基础设施，例如路面、路型、指示牌、照明、防护栏、铁路警示设施 等；
中国汽车技术研究中心是目前国内唯一具有独立性的综合性汽车科 研机构， 是政府授权组织制订中国汽车标准法规和参与国际协调的核 心技术机构。C-NCAP 从提出到现在经历了近7年的发展。C-NCAP 已然成为包括研究机构、汽车企业以及消费者所接受，成为我国汽车 被动安全领域的风向标。
越来越多的消费者也将C-NCAP评价结果作为购车的一个重要参考 。C-NCAP 俨然已经渗透进中国汽车研究、开发、生产及销售等各个 领域，成为左右中国汽车行业发展和汽车产品销售的一个重要因素。
Non-mandatory Evaluation
由于强制性法规认证试验只能证明汽车碰撞安全性能达到 了法规的最低要求，不能完全反映出汽车的安全技术水平，也 不能为消费者提供汽车产品安全性能的准确详细信息。为了鼓 励汽车生产厂商提高其产品安全性能并为消费者提供准确可靠 的安全信息。部分国家提出了新的非强制性评价规范—— NCAP体系。
11.1.2 强制性评估 Mandatory Evaluation
➢ 在全球所有汽车销售市场上，新车被动安全性能指标只满足最低的法
定安全标准，是车辆注册所必须满足的法律法规要求。各国对于新车 注册相关的强制性汽车安全配置与碰撞测试是有明确规定的。 在当今北美和欧洲，相关的法定测试包括：
• 正面碰撞 FMVSS/CMVSS 208/301
碰撞测试 正面碰撞 正面碰撞 正面碰撞
正面碰撞 侧面碰撞 侧面碰撞 侧面碰撞
侧面碰撞
受伤区域 最大分值
头部、颈部
4
胸部
4
膝部、股骨、 4 盆骨
腿部、脚部
4
头部、颈部
4
胸部
4
膝部、股骨、 4 盆骨
腿部、脚部
4
表7.6 欧洲新车评估组织星级对照表
星级数 所需最少总得分 单项所需最小得分
5
33
13
4
25
9
11.1.1 汽车安全性概述
汽车安全性是最重要的整车特性之一，其中汽车主动 安全性是指降低车辆发生车祸的风险；而汽车被动安全性 ，是指事故中，避免和减少对乘客的伤害和车辆的损伤害 。为了确保汽车的安全性，在汽车开发阶段就需要一个综 合和全面的安全战略，来逻辑地思考所有可能导致事故发 生的因素。
第11章 汽车驾驶安全性设计
（2）通过对实际交通事故进行统计分析。
11.1.2 汽车安全性分类
欧盟交通安全委员会（ETSC）将交通事故的碰撞类 型主要分为如下几类： ◇正面碰撞（刚性或可变形壁障、全宽度或偏置、竖直或 倾斜） ◇侧面碰撞（平面或柱状壁障） ◇后部碰撞（刚性或可变形壁障、全宽度或偏置、竖直或 倾斜） ◇侧翻 额外的重点放在： △儿童保护 △行人保护
11.2 汽车安全性技术法规和标准
Legal and Customer Requirements
11.2.1汽车安全性强制性评估
Mandatory Evaluation
11.2.2 汽车安全性非强制性评估
Non-mandatory Evaluation
11.2.1汽车安全性强制性评估 Mandatory Evaluation
11.2.1.1新车评价规范（NCAP）
欧洲新车评估组织的综合得分是在十种不同的测试类型中，累计车辆获得的 总分-----分布在三个实际的碰撞试验中（正面碰撞，壁障侧面碰撞，柱体侧 面碰撞）。表7.5列出了这些测试类别以及每个类别的最大分值。所有最大分 值的总和为36分。 最后的星级（5星到0星）从总得分和正面碰撞与侧面碰撞 得分的稳定性之间得出（见表7.6）。