基于2018 版C-NCAP ODB 和2021 版C-NCAP MPDB 碰撞工況的對比分析

楊春忠，劉偉東，劉燦燦，王友俊，朱海濤

（中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津300300）

作為汽車三大主題之一，汽車安全受到各國政府及消費者的廣泛關(guān)注，并受到各汽車企業(yè)的高度重視。各汽車保有量大國造成重傷或者死亡的事故類型中，主要的事故類型為正面碰撞，且發(fā)生概率均大于50%[1]，而偏置碰撞在所有正面碰撞中占有很高比例，因此正面偏置碰撞的安全性是目前研究的重點之一，對降低交通事故損失具有重要作用[2]。

《C-NCAP 管理規(guī)則（2021 年版）》與《C-NCAP管理規(guī)則（2018 年版）》相比，使用MPDB 碰撞試驗替代了ODB 碰撞試驗及評價方法，試驗后需采集臺車加速度、測量移動臺車前端漸變壁障變形量，用以評價車輛的攻擊性能[3]。

本文選取某款車型，分別在2 種工況下進行實車碰撞試驗，提取后排女性假人的頭部加速度、頸部力和彎矩、胸部變形量和粘性指數(shù)、骨盆加速度等進行對比分析，從假人損傷機理層面，研究2 種工況的實質(zhì)性差異。

1 2018 版C-NCAP ODB 與2021 版C-NCAP MPDB工況差異

2018 版C-NCAP ODB 與2021 版C-NCAP MPDB均屬于正面偏置類碰撞試驗，前者是試驗車輛以km/h 的速度40%重疊正面沖擊固定可變形壁障，后者是試驗車輛與MPDB 臺車分別以km/h 的速度進行正面偏置對撞，車輛與漸進變形壁障碰撞重疊寬度為50%車寬，兩者的蜂窩鋁也存在一定的差異，前者離地高度200 mm，后者離地高度150 mm，蜂窩鋁結(jié)構(gòu)也存在差異。

2 2018 版C-NCAP ODB 與2021 版C-NCAP MPDB結(jié)果對比

選取某款車型，分別進行了2018 版C-NCAP ODB碰撞試驗和2021 版C-NCAP MPDB 碰撞試驗，2 種碰撞形式的車輛整備、試驗質(zhì)量相同。在2 種規(guī)則下，第二排最左側(cè)假人均為Hybrid Ⅲ5th 女性假人，故提取后排女性假人的頭部加速度、頸部力、胸部變形量和粘性指數(shù)、骨盆加速度等進行對比分析，研究在2種規(guī)則下Hybrid Ⅲ5th 女性假人的損傷程度，分析2種工況的實質(zhì)性差異。

在車輛的左B 柱下分別安裝x向加速度傳感器，采集2 種工況下的碰撞波形來反映車輛的整體撞擊效果。因2 種工況的偏置率不同，承擔碰撞能量吸收的車輛部件類型或者參與程度不同，2 種碰撞波形有一定的差別。ODB 工況因為車輛速度較快、車輛能量較大，碰撞更“劇烈”，故加速度略大于MPDB；MPDB 工況因車輛與臺車同時對向運動，相對速度較快，故出現(xiàn)峰值的時刻早于ODB 工況。

2.1 頭部

Hybrid Ⅲ5th 女性假人頭部加速度是碰撞中乘員響應(yīng)的主要考察項之一。圖1 為C-NCAP ODB 和MPDB 工況下后排女性假人頭部合成加速度的歷時曲線，g=9.8 m/s2。從圖中可以看到，2 種工況曲線的整體趨勢類似，MPDB 假人頭部加速度峰值出現(xiàn)的時刻早于ODB，MPDB 假人合成加速度峰值小于ODB。

圖1 頭部合成加速度

2.2 頸部

Hybrid Ⅲ5th 女性假人頸部張力Fz是碰撞中乘員響應(yīng)主要考察項之一。圖2 為C-NCAP ODB 和MPDB工況下后排女性假人頸部張力Fz的歷時曲線?？煽闯鯩PDB 工況下頸部張力Fz峰值出現(xiàn)時刻早于ODB 工況下的，MPDB 工況下假人頸部張力Fz小于ODB 工況下的。

圖2 頸部張力Fz

2.3 胸部

Hybrid Ⅲ5th 女性假人胸部是碰撞中乘員響應(yīng)的主要考察項之一。圖3（a）和3（b）分別為C-NCAP ODB 和MPDB 工況下后排女性假人壓縮變形量和粘性指數(shù)（VC）的歷時曲線。由圖可知，2 種工況下壓縮變形量曲線的整體趨勢基本相同，峰值較為接近，MPDB 胸部指標峰值出現(xiàn)的時刻早于ODB，但MPDB假人胸部粘性指數(shù)（VC）峰值大于ODB。

圖3 2 種工況下的胸部指標

2.4 骨盆

圖4（a）—圖4（d）分別代表C-NCAP ODB 和MPDB 工況下后排Hybrid Ⅲ5th 女性假人骨盆x向加速度、y向加速度、z向加速度、合成加速度的歷時曲線，g=9.8 m/s2。從圖中可以看到，2 種工況下骨盆加速度曲線的形狀、波峰的數(shù)量（均有2～3 個波峰）基本相同，表明假人骨盆運動和受力的趨勢基本相同。2種工況下假人骨盆加速度峰值出現(xiàn)的時刻及數(shù)值，分析可知，MPDB 假人骨盆加速度峰值出現(xiàn)的時刻均早于ODB；2 種工況下骨盆x向加速度在合成加速度中占的比例均較大，并且骨盆合成加速度峰值出現(xiàn)的時刻與骨盆x向加速度峰值出現(xiàn)的時刻接近；MPDB 工況假人骨盆x向、z向以及合成加速度峰值略大于ODB工況。

圖4 骨盆加速度

通過車載高速攝像發(fā)現(xiàn)2 種工況下后排女性假人均未發(fā)生下潛，頭部均未發(fā)生二次碰撞，MPDB 工況下后排女性假人頭部前向位移未超過假人H點前方450 mm 的垂直位移線，不存在除假人傷害之外的罰分。

3 結(jié)論

本文對某車型在2018 版C-NCAP ODB 工況和2021版C-NCAP MPDB工況下所得到的后排Hybrid Ⅲ5th 女性假人試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，在車輛整備、試驗質(zhì)量相同，碰撞速度、車輛與壁障的偏置率、壁障尺寸不同的條件下，得出的結(jié)果如下：①2 種工況下的Hybrid Ⅲ5th 女性假人頭部加速度、頸部力、胸部壓縮變形量、骨盆加速度曲線的整體趨勢基本相同；②每種碰撞形式各自假人的頭部合成加速度和頸部張力Fz曲線走勢相同，兩者具有強相關(guān)性；③MPDB 工況假人頭部合成加速度、頸部張力Fz、胸部指標、骨盆合成加速度峰值出現(xiàn)的時刻均早于ODB 工況，MPDB 工況假人頭部合成加速度、頸部張力Fz、胸部壓縮變形量峰值小于ODB 工況，但是MPDB 工況假人胸部粘性指數(shù)（VC）、骨盆合成加速度峰值大于ODB 工況。

結(jié)合2018 版C-NCAP 和2021 版C-NCAP 評價規(guī)程，后排Hybrid Ⅲ5th 女性假人頸部在2018 版C-NCAP ODB 工況中存在較大的失分，假人胸部在2021 版C-NCAP MPDB 工況中存在部分失分，其余指標均為Good。相對而言，MPDB 工況下該車型后排女性失分更少，約束系統(tǒng)對后排女性保護更好。在后續(xù)的車型改進工作中，可以更好地進行約束系統(tǒng)匹配來減少失分現(xiàn)象，進而降低交通事故中的傷亡率。