汽车理论与性能评价 课件 -项目8汽车安全性评价-任务1 汽车结构安全性试验及评价

项目8任务1汽车结构安全性试验及评价《汽车理论与性能评价》一、学习目标知识目标1.能够了解C-NCAP管理规则；2.能够描述乘员保护试验项目及评价指标；3.能够描述行人保护试验项目及评价指标；4.能够描述主动安全项目及评价指标；5.能够计算汽车综合评分方法。技能目标1.能够测试多种形态汽车碰撞乘员保护能力；2.能够查阅主动安全报告；3.能够评价汽车主被动安全性能；4.能够撰写汽车主被动安全性能报告。素质目标1.在正面碰撞试验测试过程中，培养团队成员之间的协作精神和相互协助的默契，

以确

保任务的顺利完成；2.正面碰撞试验所需记录数据量较大，数据的准确性直接影响最终星级评价结果及新车能否上市，为此培养学生树立对工作负责、为客户负责的态度。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价二、任务描述某公司新开发的乘用车，上市前需要对其结构安全性进行试验及评价，作为汽

车性能检测评价人员，请查找相关标准，明确安全性评价指标及评价方法。汽车结构安全性试验及评价

《汽车理论与性能评价》三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目1.

C-NCAP评价试验项目（1）乘员保护部分乘员保护：主要考核车辆在碰撞过程中对于车内乘员的安全保护能力。通过模拟不同碰撞场景，测试车辆的结构、安全约束系统（如安全带、气囊等）

以及座椅、头枕等部件的

性能，评估乘员在事故中受到的伤害程度。试验项目包含碰撞试验、儿童保护静态评价和

低速后碰撞颈部保护试验（鞭打实验）。其中传统汽车进行正面100%重叠刚性壁障碰撞、正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞和可变形移动壁障侧面碰撞三项试验；新能源汽车（含纯电动汽车和插电式混合动力汽车）进行正面100%重叠刚性壁障碰撞、正面50%重叠移汽车结构安全性试验及评价动渐进变形壁障碰撞和侧面柱碰撞三项试验。

《汽车理论与性能评价》试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障，碰撞速度为501

km/h（试验速度不得低于50km/h）

，如图所示。试验车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论

轨迹均不得超过150mm。在前排驾驶员和乘员位置分别

放置一个HybridIII型50th

男性假人，用以测量前排人

员受伤害情况

。在第二排座椅一侧座位上放置一个HybridIII型5th女性假人、另一侧座位上放置一个儿童

约束系统和一个Q系列3岁儿童假人，用以测量第二排人

员受伤害情况

。

在安装条件允许的情况下

，

后排HybridIII型5th女性假人与Q系列3岁儿童假人左右随机

放置。0±三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目1）正面100%重叠刚性壁障碰撞试验汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目2）正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验试验车辆与移动渐进变形壁障（简称

“MPDB”

）台车分别以501

km/h的碰撞速度进行正面50%重叠偏置对撞，如图。碰撞车辆与渐进变形壁障碰撞重叠宽度应在50%车宽±25mm的范

围内。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个THOR50th男性假人和一个Hybrid

III5th女性

假人，用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个HybridIII5th女

性假人、最右侧座位上放置一个儿童约束系统和一个Q系列10岁儿童假人，用以测量第二排0±

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价人员受伤害情况。移动台车前端加装可变形吸能壁障冲击试验

车辆一侧，随机选择左侧或右侧为撞击侧。移动

壁障行驶方向与试验车辆垂直，移动壁障中心线

对准试验车辆R点向后250mm位置，碰撞速度为501

km/h（试验速度不得低于50km/h）

。移动壁障的纵向中垂面与试验车辆上通过碰撞侧前排座

椅R点向后250mm处的横断垂面之间的距离应在

±25mm内。在被撞击侧前排座椅位置和第二排座

椅位置分别放置一个WorldSID50th假人和一个

SID-IIs（D版）假人,用以测量和评价被撞击侧

人员受伤害情况。在非撞击侧前排座椅位置放置

一个ES-2假人，用以采集该侧乘员碰撞数据。0±

《汽车理论与性能评价》三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目3）可变形移动壁障侧面碰撞试验（传统汽车试验项目）汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目4）侧面柱碰撞试验（新能源汽车试验项目）滑动或驱动车辆横向至刚性柱，使得车辆驾

驶员侧与刚性柱发生碰撞。平行于车辆碰撞速度

矢量的垂直面与车辆纵向中心线之间应形成

75

°

±3

°

的碰撞角

。刚性柱表面中心线应对准

车辆碰撞侧外表面与通过假人头部重心垂直平面

的交叉线（碰撞基准线）

，在与车辆运动方向垂

直的平面上，距离碰撞基准线在±25mm内。车辆

的碰撞速度为km/h，并且该速度至少在碰撞前

0.5m距离内保持稳定。在前排驾驶员位置放置一

个WorldSID50th假人，以测量人员受伤害情况。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价5）儿童保护静态评价分为两部分基于车辆的评估和儿童约束系统安装检查，

考查车辆对儿童保护的兼容性、使用性等方面的

效果。6）低速后碰撞颈部保护试验（鞭打实验）通过测量碰撞后颈部受到的伤害情况，用以

评价车辆驾驶员座椅头枕对乘员颈部的保护效果，

如图8-1-6所示。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目2.行人保护部分行人保护：

主要考核车辆对于行人的安全保

护能力。通过模拟车辆与行人之间的碰撞场景，测试车辆的保险杠、引擎盖、挡风玻璃等部件对

于行人的保护效果，评估行人在事故中受到的伤

害程度。实验项目包含头型试验和腿型试验。头

型试验和腿型试验结果用以评价车辆碰撞行人时，

车辆前部对行人的保护效果。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目3.主动安全部分主动安全：主要考核车辆的主动安全性能，包括车辆的制动性能、车道保持能力、

避障能力等。通过模拟实际道路环境，测试车辆的传感器、控制器等设备的性能以

及车辆的自动驾驶功能，评估车辆在预防和避免交通事故方面的表现。试验项目包

含车辆自动紧急制动系统（AEB）

、车道保持辅助系统（LKA）和整车灯光系统的性

能试验，

以及车辆电子稳定性控制系统（ESC）

、车道偏离报警系统（LDW）

、车辆

盲区监测系统（BSD）和速度辅助系统（SAS）的性能测试报告审核。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目4.乘员保护评价指标（1）乘员保护正面碰撞评价指标前排头部评价指标包括：头部伤害指数（HIC15）和累积3ms合成加速度值；颈部评价指标包

括：剪切力Fx、张力Fz

和伸张弯矩My；胸部评价指标包括：压缩变形量和粘性指数（VC）

；大

腿部位评分指标包括：大腿压缩力和膝盖滑动位移；小腿部位评价指标包括：胫骨指数（TI）和小腿压缩力；约束系统。第二排头部、颈部、胸部、腹部/骨盆、约束系统，第二排儿童头部、

颈部、胸部、约束系统进行评价。（2）可变性移动壁侧面碰撞评价指标评价指标包括头部伤害指数（HIC15）和累积3ms合成加速度值。胸部评价指标为：胸部肋骨

侧向压缩量。腹部评价指标为：腹部肋骨侧向压缩量。骨盆部位评价指标为：耻骨力。第二排

假人头部、胸部、腹部、骨盆部位评价，侧面气帘、头胸一体式气囊展开性能评估。（3）侧面柱碰撞评价指标只有两侧同时装配了侧面气帘/头胸一体式气囊的车辆，才能进行侧面柱碰撞试验。在这项

试验中，评分部位为头部、胸部、腹部和骨盆，侧面气帘/头胸一体式气囊展开评估。

《汽车理论与性能评价》

汽车结构安全性试验及评价三、查阅标准，明确汽车安全性评价项目5.行人保护评价指标行人保护的评价包括对车辆头型试验区域和腿型试验区域的评价。C-NCAP的碰撞试验不仅关注车辆的结构和安全约束系统等硬件方面的性能，

还关注车辆的主动安全性能等软件方面的表现。通过这些测试，

旨在全面评估

车辆的安全性能，为消费者提供更为准确和客观的购车参考依据。

同时，对于

汽车制造商而言，C-NCAP的测试标准和结果也为其提供了改进车辆安全性能的

参考和依据。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价四、搭建正面碰撞试验场景1.试验设施（1）场地：应足够大，以容纳跑道、壁障和试验必需的技术设施。在壁障前至少5m的跑道应水平、平坦和光滑。（2）壁障及其定位：壁障由钢筋混凝土制成，前部宽度不

小于3m，高度不小于1.5m。壁障厚度应保证其质量不低于7×104kg。壁障前表面应铅垂，其法线应与车辆直线行驶方向成0

°夹角，且壁障表面应覆20mm±1mm厚、状态良好的胶合板。如果有必要，应使用辅助定位装置将壁障固定在地面上，以限制其位移。壁障的方位应使碰撞角为0

°。（3）试验速度：

2km/h。如果试验在更高的碰撞速度下进行并且车辆符合要求，也认为试验合格。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价四、搭建正面碰撞试验场景2.车辆准备试验车辆到达试验室后，粘贴C-NCAP标志和车辆唯一标识（试验编号）。先测量运达时的车辆质量和前后轴的轴荷，并予以记录。检查和确认车辆外观、配置和车辆的基本参数。普通燃油车整车质量的测量方法、参考质量的测量方法、车辆前期准备内容；纯电动汽车/插电式混合动力电动汽车（EV/PHEV）车辆基本信息报备、车辆充电要求、车辆整备质量测量方法、车辆参考质量的测量方法、车辆前期准备事项、电安全测量点的确定等内容查阅文件8-1-2车辆准备。3.车辆变形量的测量车辆变形量采用三坐标测量装置进行测量，设备测量误差不大于1mm。三坐标测量装置创建的坐标系中各坐标轴应与车身坐标系相同。测量时试验车辆应处于完成测量和记录四个车轮的过车轮中心的横切面与车轮护轮板上缘的交点的高度。试验前测量内容、试验后测量内容及修正方法，请查阅文件文件8-1-3车辆变形量的测量。4.乘员舱的调整乘员舱调整内容主要包括：前排座椅调整、第二排座椅调整、转向盘调整、安全带固定点的调整、变速杆位置、玻璃位置、踏板位置、遮阳板位置、后视镜位置、车门锁位置、活动车顶位置、驻车制动器位置，请查阅文件8-1-4乘员舱调

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价整。四、搭建正面碰撞试验场景5.假人的准备和标定C-NCAP规定试验中，使用两个HybridIII50th男性假人、一个HybridIII5th女性假人及一个Q系列3岁儿童假人，如图8-1-8、8-1-9、8-1-10。对于HybridIII50th男性假人，其颈部安装脖套(Part93051-1-DN)，穿合身的纯棉半袖上衣和短裤，鞋子应符合MIL-S-13192P要求；对于HybridIII5th女性假人，其颈部安装氯丁橡胶颈部护罩（PartABA-211-DN），应配备符合SAEJ2921的马甲，穿合身的纯棉半袖上衣和短裤，鞋子应符合MIL-S-21711E要求；对于Q3儿童

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价HybridIII

50th男性

假人Hybrid

III5th女性

假人假人，穿假人原厂衣服(Part022-8000)。Q3儿童假人四、搭建正面碰撞试验场景6.儿童约束系统的准备碰撞试验中使用五点式安全带约束Q3假人，儿童约束系统型号按照优先级确定，请查阅文件8-1-6儿童约束系统的准备。7.测试仪器试验前所有测试仪器均应是校准过的。无论测试仪器使用的频次如何，本节所述的所有测试仪器的标定周期为一年。加速度传感器应使用传感器振动标定仪进行常态化的标定，以确保试验结果的准确性。试验所用测试仪器、测试部位、测试要求请查阅文件8-1-7测试仪器。8.假人的安放和测量在C-NCAP中规定了前排驾驶员、前排乘员、后排成员、儿童的安放位置，环境温度，位置及调整方法，请查阅文件8-1-8假人的安放和测量。9.试验前后照片试验照片的最小分辨率应为640×480，列出了试验前后至少应拍摄的试验照片数量和位置，请查阅文件8-1-9试验前后照片。10.摄像机位置摄像机的最小分辨率应为1280×720，同时使用无频闪高速影像灯光系统，摄像机位置及要求请查阅文件8-1-10假人的安放

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价和测量。»/

汽车结构安全性试验及评价

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五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验1.试验前检查和确认项目正面100%碰撞假人涂色标记2.试验后检查好和确认项目1）

安全带。对于驾驶员侧假人和前排乘员侧假人以

及第二排假人所使用的安全带，检查在试验过程中是

否失效。2）

车门。检查车门是否发生锁止。试验后

对应于每排座位，若有门且在不使用工具的前提下，

检查两侧车门是否能打开。3）

安全带带扣开启力。

测量驾驶员侧假人和前排乘员侧假人以及第二排假人

所使用的安全带的带扣开启力。4）纯电汽车/插电式

混合动力电动汽车（EV/PHEV）

的相关测量检查，包

括：触电保护性能、

电解液泄漏量测量、RESS安全测

量、高压自动断开装置的动作。5）E-CALL系统的检

查。对于配备E-CALL系统的车辆，在规定的时间内

进行紧急呼叫通话功能和定位功能的检查和确认。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验1.假人伤害指标计算各测量部位的传感器滤波等级。所有这些

通道数据均应记录。在碰撞过程中假人头部反

弹过程之后产生的头部和颈部伤害指标的峰值

不列入计算范围内。正面碰撞传感器滤波等级

及假人头部、颈部、胸部、大腿、膝关节滑动

位移、小腿等部位伤害指标计算方法如下所示。1）正面100%碰撞传感器滤波等级及伤害指标

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验2.各指标计算方法（1）头部性能指标（HPC）在试验过程中，如果头部与车辆任何部件不发生接触，则认为符合要求。如果发生头部与车辆部件接触，则应根据对假人头部测量的加速度计算HPC值。该计算方法适用于HybridⅢ50th男性假人，HybridⅢ5th女性假人，儿童假人。

Ax、Ay、Az为重心处三个方向加速度值，用g来表示(1g=9.81m/s2)。t2-t1—如果能够确定头部起始接触时刻，那么t1和t2为两个时刻，单位为秒(s)，表示头部

接触起点与记录结束两个时刻之间的某一段时间间隔，在该时间间隔内HPC值应为最大。如果不

能确定头部起始接触时刻，那么t1和t2为两个时刻，单位为秒(s)，表示记录开始与记录结束两个时刻之间的某一段时间间隔，在该时间间隔内HPC值应为最大。国标GB11551—2014规定t2-t1≤36ms，C-NCAP规定为t2-t1≤15ms。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验（2）颈部伤害指标（NIC）由在头颈连接处测量的轴向压力、张力（Fz）和前后向剪切力（Fx）确定，颈部弯扭指标（My

）由在头颈连接处的绕Y轴测出的弯矩确定。颈部对Y轴在伸张方向的弯矩计算见式8-3。该计算方法适用于HybridⅢ50th男性假人，HybridⅢ5th女性假人

(M,)i=M,-F

Z:d其中My和Fx为通过传感器所测值，d为传感器中心到头颈交界面的距离（SAE

J1733）

d=0.01778。确定颈部伸张Fz连续过载量和颈部剪切Fx连续过载量。

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验（3）胸部压缩指标（ThPC）和粘性指标（V.C）胸部压缩指标可以测量，粘性指标（V.C）按照测量出的胸部变形的即时压缩量与

变形率的乘积计算得出。对时间的变形由此滤波数据按照下面公式计算

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价在t时刻的肋骨变形速率由滤波后的变形量计算求得，五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验（4）大腿压缩力指标（FFC）测量轴向传递至假人每条大腿的压力，表示大腿压

缩力指标。（5）膝关节滑动位移膝关节滑动位移的峰值（6）小腿计算TI

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价五、实施正面

100%重叠刚性壁障碰撞试验（7）HybridⅢ

5th女性假人骨盆通过骨盆X向和Z向的合成加速度来计算骨盆的速度，

并与车身相对速度的时刻定位骨盆回弹0时刻。（8）儿童胸部合成加速度通过如下公式计算合成加速度值：

《汽车理论与性能评价》汽车结构安全性试验及评价

汽车结构安全性试验及评价

六、评价正面碰撞安全性及整车安全C-NCAP管理规则（2021版修订版）中在评价办法性能指标与评分方法中规定了

正面100%碰撞评价指标及评分依据，罚分项目及总体原则。在这项试验中，可以得到的最高分数为24分。前排假人可以得到的最高分数为

16分，评分部位为假人的头部、颈部、胸部、大腿部和小腿部，每个部位最

高得分分别为5分、2分、5分、2分和

2

分，以驾驶员侧假人的伤害指数

为基础，只有当乘员侧假人相应部位的得分低于驾驶员侧假人相应部位的得分

时，才采用乘员侧相应部位得分来代替。汽车结构安全性试验及评价

六、评价正面碰撞安全性及整车安全性1.得分与星级评级C-NCAP按照乘员保护、行人保护和主动安全三个部分的