欧洲最新儿童安全座椅标准ECER129解读

79 STANDARD SCIENCE2014, No.9 欧洲最新儿童安全座椅标准ECE R 129解读 杨 斌 赵淑华 张慧云 马 伟 彭丽英 （国家汽车质量监督检验中心（襄阳） 摘 要： ECE R44法规是欧洲目前采用的儿童乘车安全保护法规，当前欧洲市场的儿童约束系统依据的法规依然是 ECE R44。ECE R129是欧洲最新的儿童安全座椅标准。该标准的制定是UNECE专家针对来自儿童座椅的会员国和消费 者对现存标准的批评。本文在对ECE R44和ECE R129比较的基础上对ECE R129标准的主要变化特点、标准的重要变化 内容进行了梳理和解读。在总结ECE R129标准技术进步的基础上对该标准的实施提出了展望与思考。 关键词: 儿童安全座椅标准 变化特点 技术进步 DOI编码: 10.3969/j.issn.1674-5698.2014.09.019 Dissection of New European Standards of Child Safety Seat ECE R 129 YANG Bin ZHAO Shu-hua ZHANG Hui-yun MA Wei PENG Li-ying （National Automobile Quality Supervision Test Center） Abstract: The ECE R44 is the regulation for child passenger safety, and widely used in Europe. Currently, the law and regulation of child restraint systems (CRS) in European market are also based on ECE R44. ECE R129 is the new standard of CRS. Based on the comparison of ECE R44 and R129, this paper codes and interprets the characteristic and important content change of ECE R129. It expects and considers the implementation of this standard on the basis of technology advance of ECE R 129. Keywords: new CRS standard, change characteristic, technology advance 1 背 景 从2003年到2013年，我国汽车保有量增长迅速， 从2,400万辆增长到1.37亿辆。中国儿童安全座椅使用 率却严重偏低，儿童乘车出行中儿童安全座椅的配置 率不到1%。据交通部门的最新数据显示，我国每年 有超过1.85万名14岁以下儿童死于交通事故，儿童乘 员的碰撞安全性是汽车被动安全专业领域必须面临的 重要问题。 众所周知，汽车座椅、安全气囊、安全带等乘员 约束装置都是专门为成人设计的。普通的汽车约束系 统不能保护儿童乘员的安全。因此，要想确保儿童的 乘车安全，就必须采用专门的安全装备。目前消费者 逐步接受正确使用儿童安全座椅可以大大降低儿童的 伤亡。在美欧日三大汽车安全法规体系中，关于儿童 约束系统的法规分别为FMVSS 213、 ECE R44、TRIAS 51-1999，标准的建立对推动儿童乘员碰撞安全起到 积极作用。 欧洲经济委员会ECE R44在全球范围内应用得 International Communication 作者简介：杨斌， 硕士， 高级工程师。 研究方向为汽车被动安全技术法规。 80 标 准 科 学2014年第9期 较为广泛，中国的儿童约束系统法规就采标于ECE R44，该法规在欧洲应用近30年。近年来，欧洲经济 委员会成员国的消费者对ECE R44的不足提出批评， 主要体现在： （1）ECE R44标准没有侧面碰撞试验。 （2）难以理解儿童约束系统按儿童质量和安装 车辆特征进行分类。 （3）CRS误用问题日益突出，已严重妨碍了其 保护儿童免受伤害性能的充分发挥。 （4）在实际碰撞试验中，儿童假人的姿态对碰 撞结果有较大的影响，如何通过便捷可操作流程来控 制安全带的位置和假人姿态应该是儿童法规研究的一 个重要问题。 （5）儿童假人结构形态的差异会造成假人在同 样碰撞工况中的结果与实际情况存在一定的差异。需 要生物逼真性和损伤评估能力高的儿童假人。 基于以上因素，促使了ECE R129 的诞生。 2 ECE R129标准的主要变化特点 ECE R129关于批准在机动车上使用的加强型儿 童约束系统的统一规定 ，是欧洲最新的儿童安全 座椅标准。该标准已于2013年7月9日正式生效，不过 它将与现行的ECE R44.04平行运行，直到ECE R129成 为唯一标准。标准的主要变化特点： （1）对不同年龄段儿童对应CRS类型提出新要求。 （2）新增加了侧面碰撞防护要求。 （3）只接受带ISOFIX接口的座椅，以减少安装 错误的风险。 （4）采用身高作为分组的标准。 （5）有更好的互换性：I-size CRS能够适用于任 何为I-size准备的车辆座椅上。 新的i-Size（ECE R129）标准实施后，欧洲的各 儿童座椅厂商已经在积极调整新CRS类型的开发和设 计标准。 3 标准的重要变化内容 3.1 适用范围 该标准（第1阶段）适用于机动车上的整体式通 用类ISOFIX(i-Size)和整体式特殊车辆类ISOFIX的儿童 约束系统。对于i-Size类型（整体式通用类ISOFIX）， 是利用两个ISOFIX连接件和一个抗翻转的附加装置 的前向和后向儿童约束系统。对于“特殊车辆类 ISOFIX”， 是指ISOFIX连接件由儿童座椅制造商专门 设计,并连接在车辆制造商设计的ISOFIX固定点上。 3.2 不同年龄段儿童对应CRS类型新要求 3.2.1 对于15个月以下侧向安装或后向安装的CRS （1）为达到15个月的儿童设计的CRS应为后向安 装并能够容纳至少83cm身高的儿童。 （2）前向安装的CRS不应设计适用于低于71cm 身高的儿童。 （3）一个可转向的CRS在后向使用时，能够容 纳达到83cm身高的儿童，不应排除超过83cm身高儿 童的安装。 3.2.2 后向安装的CRS能够应用于任何年龄的儿童 3.2.3 ECE R44是按质量组对应CRS类型规定 （1）0 组和0组的儿童约束系统不得前向安装。 （2）0 组和0组的儿童约束系统应为整体式儿 童约束系统。便携床除外。 （3）组的儿童约束系统应为整体式儿童约束 系统，除非配有碰撞防护装置。 3.3 儿童约束系统质量的新要求 用于儿童约束系统的整体式通用类ISOFIX(包括 i-Size)连同最大儿童的质量不应超过33kg。这个质量 限 值也应用于特殊车辆类ISOFIX的儿童约束系统。 ECE R44 6.3.1.2.的规定：通用类和半通用类，以 及质量组为0、0+、I 组的ISOFIX 儿童约束系统的质 量不应超过15kg。 3.4 动态试验性能要求 3.4.1 增加了侧面碰撞的试验形式 3.4.2 与原ECE R44比较，出现了Q系列假人 目前儿童假人有3个系列。CRABI和Hybrid 、P 系列假人和Q系列假人。CRABI和Hybrid 儿童假人 为FMVSS 208和FMVSS 213开发的，仿真头部、颈部和 胸部应用于前碰撞试验。生物特征基于美国儿童假人 的重量。P系列假人的设计更多的是作为配重装置。 1993年，一个特殊的儿童假人工作组，包括了欧 洲的一些CRS生产商、研究所和试验站，着手开发Q 系列儿童假人，作为P系列假人的继承者。 Q3假人是 国际交流 81 STANDARD SCIENCE2014, No.9 Q系列的第一个假人。 Q系列的优点是： （1）生物逼真性和损伤评估能力高。 （2）能够分别进行正碰和侧碰的试验，是首个 多方向试验假人。 （3）试验仪器先进互换性强，可以在Q系列假人 中通用。 Q系列假人包括Q0、 Q1、Q1.5、Q3、Q6 和 Q10，他们的尺寸和质量人体测量特征分别基于50百 分位的0岁、 1岁、1.5岁、3岁、6 岁和 10.5岁。 3.4.3 动态试验伤害指标要求发生变化 由于Q系列假人的生物逼真性和测试系统的功能 提升，损伤评估能力明显提高，假人伤害指标评价体 系全面变化。 对于正面和后面碰撞动态试验：增加了头部评价 指标（HPC(15)）、颈部评价指标（Fz、My），保留 了胸部合成加速度（55g-3 ms），取消了垂直加速度 （30g-3 ms），取消腹部陷入深度这一主观色彩较浓 的评价指标。其中颈部评价指标只用于监测目的，标 准强制实施后3年进行此项检查。 对于侧面碰撞动态试验：增加了头部评价指标 （HPC(15)）、颈部评价指标（Fz、My）。其中颈部 评价指标只用于监测目的，标准强制实施后3年进行 此项检查。与正面和后面碰撞动态试验比较没有胸部 指标要求。 3.4.4 增加了儿童假人的安装要求 儿童假人的试验姿态，是试验一致性的重要环 节，直接关系到儿童假人的伤害指标和动态移动量。 ECE R129规定如下： （1）假人和儿童约束系统的中心应与试验座椅 的中心对齐。 （2）假人的手臂对称。肘部对称安装保证假人 的上臂应尽可能与胸骨成一条线（如图1所示）。 （3）手放在大腿上。 （4）两腿平行放置，至少是对称的。 3.4.5 侧面碰撞动态试验头部包裹性要求 儿童与成人的生物特征比较，头部的比例较身体 更大，颈部更为柔软。在碰撞事故中，头部更容易与 International Communication 正面碰撞后面碰撞侧面碰撞 带标准座椅的滑车试验车身试验带标准座椅的滑车试验车身试验带标准座椅的滑车试验 前向后向和侧向前向后向和侧向后向和侧向后向和侧向前向后向和侧向 表1 不同试验条件下的动态试验条件 从表中可以看出，与ECE R44比较，增加了侧面碰撞的试验形式。 ECE R44动态试验要求 ECE R 129 正面和后面碰撞 动态试验要求 ECE R 129 侧面碰撞动态试验要求 用于约束儿童在乘坐位置上的任何部 件不得出现断裂 用于约束儿童在乘坐位置上的任何部 件不得出现断裂 用于约束儿童在乘坐位置上的任何部件不得出 现断裂 带扣不得出现解锁 带扣、锁止系统、位移系统不得出现 释放或解锁（限力装置除外） 带扣、锁止系统、位移系统不得出现释放或解 锁（限力装置除外） 伤害指标： 1）胸部加速度 合成加速度55g-3 ms 垂直加速度30g-3 ms 2）腹部陷入深度:未见到由约束装置 的任何部位导致的人体模型腹部陷入 的迹象 伤害指标： 1）头部指标 头部HPC（15） 头部3ms 2）颈部指标（For monitoring purpose only） 颈部拉伸FZ 颈部弯曲MY 3）胸部加速度 合成加速度55g-3 ms 伤害指标： 1）头部指标 头部HPC（15） 头部3ms 2）颈部指标（For monitoring purpose only） 颈部拉伸FZ 颈部弯曲MY 在试验过程中，假人的头部必须保持 在所规定的区域内 在试验过程中，假人的头部必须保持 在所规定的区域内 在80ms的侧面碰撞试验过程中，假人头部重心 垂直于侧门，头部包裹性应满足下列要求： （a）头部不与侧面冲击门接触 （b）头部不能超过侧面冲击的标红线的垂面 表2 动态试验要求比较表 82 标 准 科 学2014年第9期 车辆构件接触而受到伤害。因此对儿童座椅的头部包 裹性提出要求。 与胸骨成一条线 与胸骨不成一条线 图1 儿童假人上臂安装图例 标准规定，在80ms的侧面碰撞试验过程中，假人 头部重心垂直于侧门，头部包裹性应满足下列要求： （1）头部不与侧面冲击门接触。 （2）头部不能超过侧面冲击的标红线的垂面。 这个垂面由一条线标明，定义如图2 所示。 图2 侧面冲击门几何和位置T0 上视图 3.4.6 侧面碰撞是试验座椅和门的相对速度的要求 正碰和后碰是减速度试验曲线的要求，侧面碰撞 试验曲线是门的地面速度，侧面冲击门和试验座椅的 相对速度。 试验装置产生一个相对于侧面冲击门和试验座椅 的相对速度。这个相对速度不能受CRS接触的影响。 试验速度曲线保持在规定的区间内。试验中，在t0时 刻侧面冲击门是静止的，假人的地面速度应该在6.375 m/s 和 7.25 m/s之间。门从t0时刻开始移动，门的地面 速度保持在如图规定的区间内直到移动到规定的最大 行程，在t0时刻假人是静止的。 试验过程中，作动行程在距座椅几何中心 350mm 到100mm之间。 图3 侧面碰撞试验曲线 3.5 试验装置发生变化 3.5.1 标准座椅发生变化 （1）靠背和坐垫用聚氨酯泡沫特征变化。在密 度、抗压强度、抗压强度系数、破裂处的延伸率、断 裂强度、压缩装置这6个指标均有变化。 （2）座椅外形轮廓发生变化。800mm长的试验 座椅中间两侧被挖空，靠背和坐垫的中间保留250mm 并连成一体。 （3）靠背和坐垫尺寸、靠背角等变化。靠背 角为25（ECE R44为20），坐垫厚度为130mm （ECE R44为140mm）, 坐垫Cr点到坐垫的宽度为 140mm485mm（ECE R44为444mm）. 详见ECE R129附录6-附件1。与ECE R44比较， 标准座椅已显著不同。 3.5.2 侧面碰撞增加了侧门装置 详见ECE R129附录6-附件3。 （1）侧碰冲击门上覆盖55mm的专用泡沫材料。 该材料采用质量6kg直径150mm头型进行性能标定，最 大加速度不超过58g，满足标准试验曲线限值要求。 （2）侧碰冲击门外形轮廓的与试验座椅的相邻 边是平行的，间隙应小于20mm。 （3）标准要求强度足够，试验过程中不得有过 度的晃动和明显的变形。 3.6 儿童座椅结构的变化 3.6.1 ISOFIX下固定点的滑移机构 ECE R129 7.1.3.1.3.2. 规定，在侧面碰撞试验中， ISOFIX下固定点应该在Y方向上可以移动以避免连接 件和试验设备的损坏。 ISOFIX下固定点应装在一个可 国际交流 83 STANDARD SCIENCE2014, No.9 ECE R44/04 UNIFORM PROVISIONS CONCERNING THE APPROVAL OF RESTRAINING DEVICES FOR CHILD OCCUPANTS OF POWER-DRIVEN VEHICLES(CHILD RESTRAINT SYSTEM). ECE R129 Uniform provisions concerning the approval of enhanced Child Restraint Systems used on board of motor vehicles (ECRS). 参考文献 1 2 （责任编辑：马 磊） 以允许移动200 mm的滑移系统上。 3.6.2 儿童座椅侧翼的改善 侧面动态试验头部包裹性和伤害指标新要求决定 了儿童座椅的侧翼结构和材料性能必须改善，以保证 儿童座椅在侧面碰撞试验中有效约束头部的摆动，最 大限度地降低儿童头部撞击到车身部件的可能。 3.6.3 i-size支撑腿的尺寸和布置新要求 ECE R129 为儿童座椅建立了坐标系。X轴在儿童 约束系统模块（CRF）的纵向中心面，并平行于儿童 约束系统模块（CRF）底面；Y轴垂直于儿童约束系统 模块（CRF）的纵向中心面；Z轴垂直于儿童约束系统 模块（CRF）底面。从下图可以看出，其中在Z方向， 坐标原点在儿童约束系统模块（CRF）底面向上15mm 处。下面是i-size