中印汽車(chē)碰撞安全法規(guī)研究與對(duì)策

鐘新才

(上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，廣西柳州 545007)

0 引言

印度汽車(chē)市場(chǎng)向來(lái)被看作是一個(gè)沉睡的巨人。數(shù)據(jù)顯示，每1 000個(gè)印度人中只有18人擁有汽車(chē)，遠(yuǎn)低于全球平均水平(180輛)，而美國(guó)和歐盟的分別為800輛和500輛。據(jù)英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，印度有13.53億人口，印度汽車(chē)市場(chǎng)潛力巨大[1]。2016年，印度的總體汽車(chē)市場(chǎng)大約為70億美元，平均每年增長(zhǎng)率是10%。預(yù)測(cè)到2020年，整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)將會(huì)增長(zhǎng)到160億美元，印度的汽車(chē)市場(chǎng)有著非常大的活力。

印度汽車(chē)市場(chǎng)吸引了大量歐美和日本的汽車(chē)制造廠。印度汽車(chē)制造界的領(lǐng)頭羊——Maruti公司就是得到日本鈴木公司的特許生產(chǎn)小型鈴木車(chē)，福特公司從2000年起就在印度的Ikon工廠生產(chǎn)以Fiesta車(chē)型為基礎(chǔ)的車(chē)型?，F(xiàn)代公司在印度生產(chǎn)Accent、Atos和Sonata三款轎車(chē)，而其控股建立起來(lái)的Tata公司則生產(chǎn)現(xiàn)代公司的小型轎車(chē)和越野車(chē)[2]。全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)(MARKLINES)數(shù)據(jù)顯示，2018年印度汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)399萬(wàn)輛，超過(guò)德國(guó)的374萬(wàn)輛，成功躋身全球第四大汽車(chē)市場(chǎng)(包括乘用車(chē)和輕型商用車(chē))。麥肯錫預(yù)測(cè)，到2021年印度將超過(guò)日本，成為全球第三大汽車(chē)市場(chǎng)。面對(duì)如此巨大的市場(chǎng)吸引力，來(lái)自全球的跨國(guó)車(chē)企前赴后繼，例如法國(guó)PSA已經(jīng)計(jì)劃在2020年或2021年實(shí)現(xiàn)印度本土化生產(chǎn)，韓國(guó)現(xiàn)代旗下起亞已經(jīng)完成了印度工廠的建設(shè)。

近幾年，中國(guó)在印度的投資力度不斷加大，尤以汽車(chē)產(chǎn)業(yè)為主。有數(shù)據(jù)顯示，2016—2017年，中國(guó)對(duì)印度直接投資為2.78億美元，其中60%進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，中國(guó)很多汽車(chē)制造商已獲得進(jìn)入印度市場(chǎng)的全球汽車(chē)品牌的入場(chǎng)劵。目前已有上汽、比亞迪、北汽福田及長(zhǎng)城等車(chē)企進(jìn)軍印度，在國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩的情況下，積極開(kāi)拓新市場(chǎng)已成為車(chē)企的重要選擇。中國(guó)最大電動(dòng)汽車(chē)制造商比亞迪和塔塔汽車(chē)公司已聯(lián)手囊括9個(gè)城市的電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)合同。長(zhǎng)城汽車(chē)也已經(jīng)將印度作為其電動(dòng)汽車(chē)和人工智能編程軟件的技術(shù)中心。

汽車(chē)技術(shù)法規(guī)是汽車(chē)制造者、銷(xiāo)售者以及使用者必須遵守的守則，并已成為汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造的準(zhǔn)則、汽車(chē)認(rèn)證和進(jìn)出口商品檢驗(yàn)的主要技術(shù)壁壘和障礙。而汽車(chē)安全法規(guī)作為汽車(chē)技術(shù)法規(guī)的關(guān)鍵內(nèi)容之一，深入了解分析印度國(guó)內(nèi)的汽車(chē)碰撞安全法規(guī)，是各車(chē)企進(jìn)軍印度市場(chǎng)的必要條件。

1 印度碰撞安全法規(guī)體系

在印度非常典型的法規(guī)體系中，印度政府、標(biāo)準(zhǔn)化組織、型式批準(zhǔn)與認(rèn)證機(jī)構(gòu)是法規(guī)體系的3個(gè)支柱。印度的汽車(chē)認(rèn)證體系基本上是參考了歐盟的ECE標(biāo)準(zhǔn)，印度的型式批準(zhǔn)系統(tǒng)主要借鑒了該國(guó)政府1993年引進(jìn)的歐洲型式批準(zhǔn)系統(tǒng)和生產(chǎn)一致性問(wèn)題檢査系統(tǒng)[3]，但是印度汽車(chē)型式認(rèn)證流程要求更為嚴(yán)格，尤其對(duì)零部件的要求的遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐洲。所有適用于CMVR法規(guī)的汽車(chē)整車(chē)與零部件如座椅、燈具、安全帶等，都必須向印度交通部認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)ARAI申請(qǐng)認(rèn)證，在印度制造、出口到印度的車(chē)輛必須要經(jīng)過(guò)型式認(rèn)證，檢測(cè)合格后才發(fā)放型式認(rèn)證證書(shū)。

對(duì)整車(chē)及汽車(chē)零部件產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)估，印度主要有兩套標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，一套是印度標(biāo)準(zhǔn)局(BIS)制定的IS標(biāo)準(zhǔn)，另外一套是汽車(chē)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(AISC)制定的AIS標(biāo)準(zhǔn)。IS標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別多、范圍廣，更新的速度較AIS標(biāo)準(zhǔn)慢，AIS標(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)汽車(chē)及其零部件，不涉及其他產(chǎn)品，更新速度較快[4]。發(fā)展至今，印度汽車(chē)法規(guī)已基本形成了獨(dú)立完整的體系，并且仍然在不斷發(fā)展和更新。目前，印度汽車(chē)市場(chǎng)準(zhǔn)入法規(guī)清單已擴(kuò)展到100多項(xiàng)，其中涉及被動(dòng)安全的法規(guī)主要有15項(xiàng)，印度汽車(chē)被動(dòng)安全法規(guī)體系具體見(jiàn)表1。印度和中國(guó)法規(guī)主要參考了ECE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)各國(guó)國(guó)情作了相應(yīng)的修改，印度與中國(guó)的被動(dòng)安全法規(guī)內(nèi)容主要差異見(jiàn)表2。

表1 印度主要的汽車(chē)被動(dòng)安全法規(guī)體系

表2 中印汽車(chē)被動(dòng)安全法規(guī)內(nèi)容差異

2 中印NCAP的對(duì)比分析

NCAP是最早在美國(guó)開(kāi)展并已經(jīng)在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)行多年的新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程，一般由政府或具有權(quán)威性的組織機(jī)構(gòu)，按照比國(guó)家法規(guī)更嚴(yán)格的方法對(duì)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的車(chē)型進(jìn)行碰撞安全性能測(cè)試、評(píng)分和劃分星級(jí)，向社會(huì)公開(kāi)評(píng)價(jià)結(jié)果。由于NCAP測(cè)試公開(kāi)、嚴(yán)格、客觀，為消費(fèi)者所關(guān)心，已成為汽車(chē)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要規(guī)范，對(duì)提高汽車(chē)安全性能的影響顯著。近年來(lái)，更多國(guó)家(如澳大利亞、韓國(guó)、印度等)也開(kāi)始重視和建立本國(guó)的NCAP。但是，各國(guó)NCAP在組織實(shí)施方式、試驗(yàn)規(guī)程和評(píng)分方法上都有明顯不同，這與各國(guó)在法規(guī)體系、道路交通事故統(tǒng)計(jì)和車(chē)輛狀況等方面存在的差異密切相關(guān)。

印度BNCAP還處于導(dǎo)入階段，目前已完成第一階段評(píng)估規(guī)則的制定。按照現(xiàn)階段規(guī)則，印度BNCAP評(píng)估內(nèi)容分為成人乘員保護(hù)、兒童保護(hù)、行人保護(hù)和其他安全性能，總分為44分，各評(píng)估類(lèi)別的分?jǐn)?shù)體系見(jiàn)表3。

表3 印度BNCAP各評(píng)估類(lèi)別的分?jǐn)?shù)體系

印度BNCAP的星級(jí)評(píng)價(jià)體系分為5個(gè)星級(jí)等級(jí)，1星為最壞評(píng)價(jià)，5星為最好評(píng)價(jià)，但是除了進(jìn)行總體星級(jí)評(píng)估以外，各對(duì)應(yīng)星級(jí)僅對(duì)成人乘員保護(hù)有最低分限制要求。具體星級(jí)評(píng)定方式見(jiàn)表4。而目前中國(guó)CNCAP2018版評(píng)估內(nèi)容分為成人乘員保護(hù)、行人保護(hù)和主動(dòng)安全三大項(xiàng)，而成人乘員保護(hù)涉及100%正面碰撞、40%偏置碰撞、側(cè)面碰撞以及座椅鞭打試驗(yàn)，其星級(jí)評(píng)價(jià)體系按綜合得分率并結(jié)合各單項(xiàng)最低得分率要求進(jìn)行星級(jí)評(píng)價(jià)(5個(gè)星級(jí))。

表4 印度BNCAP星級(jí)評(píng)價(jià)體系

關(guān)于正面偏置碰撞評(píng)估內(nèi)容，印度BNCAP與中國(guó)CNCAP的區(qū)別主要有：

(1)碰撞形式不同。中國(guó)CNCAP撞擊車(chē)輛左側(cè)，印度BNCAP撞擊車(chē)輛右側(cè)(右舵車(chē))，如圖1所示。

圖1 正面偏置碰撞

(2)假人類(lèi)型不同。前排均為兩個(gè)Hybrid III型50%男性假人，但是中國(guó)CNCAP第二排(駕駛員后方)為Hybrid III型5%女性假人，印度BNCAP第二排(副駕駛員后方)為P3兒童假人。

(3)印度BNCAP評(píng)價(jià)第二排P3兒童假人損傷，兒童假人損傷評(píng)價(jià)內(nèi)容見(jiàn)表5。

表5 印度BNCAP兒童保護(hù)動(dòng)態(tài)評(píng)估

(4)印度BNCAP將正面偏置碰撞法規(guī)(AIS 098)納入評(píng)估內(nèi)容。

針對(duì)側(cè)面碰撞評(píng)估內(nèi)容，印度BNCAP與中國(guó)CNCAP的區(qū)別主要有如下幾點(diǎn)：

(1)碰撞形式不同。中國(guó)CNCAP撞擊車(chē)輛左側(cè)，壁障質(zhì)量為1 400 kg的AE-MDB，印度BNCAP撞擊車(chē)輛右側(cè)(右舵車(chē))，壁障質(zhì)量為950 kg的MDB(與2015版CNCAP壁障一致)，如圖2所示。

圖2 側(cè)面碰撞

(2)假人類(lèi)型不同，中國(guó)2018版CNCAP前排駕駛員為WorldSID假人，第二排(駕駛員后方)為SID-IIS假人，印度BNCAP前排駕駛員與2015版CNCAP一致，為ES2假人。

(3)不同假人涉及的假人損傷評(píng)估內(nèi)容不同，具體對(duì)比見(jiàn)表6。

表6 印度BNCAP側(cè)面碰撞假人損傷指標(biāo)

(4)印度BNCAP將側(cè)面碰撞法規(guī)(AIS 099)納入評(píng)估內(nèi)容范圍。

針對(duì)行人保護(hù)的評(píng)估內(nèi)容，中國(guó)CNCAP需要同步進(jìn)行頭型和腿型評(píng)估，而印度BNCAP只進(jìn)行頭型評(píng)估，并直接按照法規(guī)AIS 100進(jìn)行評(píng)估，且與中國(guó)推薦法規(guī)GB/T 24550—2009一致。其具體的要求是至少一半的兒童頭型試驗(yàn)區(qū)域，HIC應(yīng)不大于1 000，2/3以上的成人頭型和兒童頭型合計(jì)的試驗(yàn)區(qū)域，HIC應(yīng)不大于1 000，剩余區(qū)域的HIC不大于1 700。如果車(chē)輛只有兒童頭型試驗(yàn)區(qū)域，2/3以上的試驗(yàn)區(qū)域HIC不大于1 000，剩余區(qū)域的HIC不大于1 700。

3 汽車(chē)安全設(shè)計(jì)對(duì)策分析

針對(duì)汽車(chē)的安全設(shè)計(jì)，主機(jī)廠大多是在結(jié)構(gòu)耐撞及乘員約束系統(tǒng)方面開(kāi)展工作，提高開(kāi)發(fā)車(chē)型的安全性能。結(jié)構(gòu)耐撞性主要研究在各種碰撞模式下車(chē)體主要吸能結(jié)構(gòu)的變形形態(tài)和能量吸收特性。目的是在汽車(chē)發(fā)生道路交通事故時(shí)保證乘員生存空間，使得主要結(jié)構(gòu)最大化吸收碰撞能量，從而將傳遞給車(chē)內(nèi)乘員的碰撞能量降到最小。乘員約束系統(tǒng)主要研究不同形式的乘員約束系統(tǒng)相關(guān)部件的物理特性，在結(jié)構(gòu)耐撞性基礎(chǔ)上優(yōu)化乘員約束系統(tǒng)性能，降低乘員與車(chē)內(nèi)飾組件發(fā)生二次碰撞帶來(lái)的傷害。其中乘員約束系統(tǒng)相關(guān)部件主要包括安全帶、座椅、氣囊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、儀表板等[5]。

(1)行人保護(hù)設(shè)計(jì)：在汽車(chē)安全法規(guī)方面，中國(guó)由于行人保護(hù)不是強(qiáng)制法規(guī)，因此為滿(mǎn)足印度行人保護(hù)頭型法規(guī)，在前期總布置時(shí)需預(yù)留頭型碰撞區(qū)域內(nèi)發(fā)罩外板與發(fā)動(dòng)機(jī)艙硬點(diǎn)之間的空間距離，同時(shí)為滿(mǎn)足印度行人保護(hù)腿型法規(guī)，前保區(qū)域建議增加腿部吸能泡沫和小腿支撐桿。

(2)40%偏置碰撞安全設(shè)計(jì)：在印度BNCAP方面，40%偏置碰撞工況分?jǐn)?shù)(16分)比側(cè)面碰撞工況(8分)占比大，同時(shí)需評(píng)估偏置碰撞法規(guī)，且碰撞形式是撞擊車(chē)輛右側(cè)(右舵車(chē))，對(duì)于中國(guó)國(guó)內(nèi)車(chē)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)更具挑戰(zhàn)性，因此40%偏置碰撞的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。圖3為車(chē)輛偏置碰撞的傳力路徑示意圖，針對(duì)結(jié)構(gòu)耐撞的設(shè)計(jì)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)車(chē)身碰撞載荷傳力路徑，實(shí)現(xiàn)碰撞載荷合理分配，如shotgun延長(zhǎng)至吸能盒，使其提前介入碰撞并加大傳力比例；前防撞梁向兩端延伸，增大與壁障重疊度，提升傳力能力；增加副車(chē)架-kickdown-門(mén)檻梁傳力路徑。同時(shí)乘員艙區(qū)域使用高強(qiáng)度鋼板，確保關(guān)鍵區(qū)域侵入量控制在設(shè)計(jì)目標(biāo)范圍內(nèi)。合理控制關(guān)鍵接頭的設(shè)計(jì)，達(dá)到足夠的抗彎和抗扭性能。而對(duì)于約束系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)，為有效控制胸部壓縮量，在配置安全氣囊的同時(shí)，需配置卷收器預(yù)緊安全帶和潰縮式管柱，必要時(shí)安全帶可以增加端片預(yù)緊和動(dòng)態(tài)鎖舌功能。同時(shí)可以設(shè)計(jì)腳墊結(jié)構(gòu)，有效控制假人小腿的前移，從而降低小腿損傷。

圖3 偏置碰撞的傳力路徑示意

(3)側(cè)面碰撞安全設(shè)計(jì)：由于印度BNCAP撞擊的是車(chē)輛右側(cè)，在B柱、門(mén)檻、座椅橫梁等關(guān)鍵斷面設(shè)計(jì)中，需要充分考慮車(chē)輛左右兩側(cè)車(chē)身側(cè)面碰撞的安全性能要求，圖4為側(cè)面碰撞傳力路徑示意圖。為有效控制車(chē)身的侵入量，部分關(guān)鍵加強(qiáng)結(jié)構(gòu)需使用高強(qiáng)度鋼和熱成型鋼。對(duì)于門(mén)飾板的設(shè)計(jì)，假人撞擊區(qū)域應(yīng)盡量不布置硬的卡扣。為降低假人肋骨變形量，應(yīng)控制扶手區(qū)域的結(jié)構(gòu)剛度。同時(shí)假人骨盆區(qū)域應(yīng)合理布置泡沫或塑料推塊，降低骨盆損傷。

圖4 側(cè)面碰撞的傳力路徑示意

(4)安全配置方面：針對(duì)額外的安全功能要求，車(chē)輛應(yīng)至少配置前排駕駛員側(cè)和副駕駛側(cè)安全帶未系提醒，同時(shí)配置駕駛員安全氣囊。

4 結(jié)束語(yǔ)

印度汽車(chē)技術(shù)法規(guī)不同于世界任何一個(gè)國(guó)家，是一個(gè)獨(dú)立的正在發(fā)展完善的體系。印度法規(guī)大部分來(lái)源于歐盟ECE標(biāo)準(zhǔn)，但是根據(jù)印度國(guó)情作了相應(yīng)的修改，同時(shí)近年印度也開(kāi)始重視和建立本國(guó)的NCAP。文中通過(guò)深入了解印度汽車(chē)技術(shù)法規(guī)體系，主要從組織實(shí)施方式、試驗(yàn)規(guī)程和評(píng)估方法方面詳細(xì)列出了印度和中國(guó)被動(dòng)安全法規(guī)的差異、印度BNCAP和中國(guó)CNCAP 2018版之間的差異，同時(shí)針對(duì)行人保護(hù)、正面偏置碰撞和側(cè)面碰撞工況，提出了汽車(chē)安全設(shè)計(jì)的方向性對(duì)策。隨著汽車(chē)逐步進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，汽車(chē)安全問(wèn)題一直是未來(lái)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。更嚴(yán)苛更全面的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，一定會(huì)讓汽車(chē)的安全技術(shù)和性能不斷得到提升。為更好地開(kāi)拓印度汽車(chē)市場(chǎng)，持續(xù)關(guān)注中印汽車(chē)安全法規(guī)和中印NCAP的發(fā)展，不斷提升整車(chē)安全性能是中國(guó)各汽車(chē)企業(yè)及工程師的主要工作之一。