坚固的笼型车身
[汽车之家 安全技术] C-NCAP预计在2018年开始采用新规程对新车进行碰撞安全性能评价,与2015版规程相比,新规程增加了行人保护和主动安全两个项目,进一步和Euro-NCAP接轨。新的规程除了要求新车具备较好的车身碰撞防护能力,还要求新车的主动安全配置和行人保护性能相比旧款车型有所提升。那么究竟如何才能在C-NCAP新规程下取得较好的成绩,获得新的五星安全称号呢?为此我们来到了上汽集团智能安全试验室,看看基于C-NCAP 2018版规程设计的荣威i6在碰撞安全方面有何特点?
● 聊碰撞安全,首先必须了解下那些测试标准
世界范围内有众多新车碰撞测试机构,较为著名的有C-NCAP(中国)、Euro-NCAP(欧洲)、IIHS(美国)、NHTSA(美国)等。这些碰撞测试机构所做的实车碰撞测试能够较为真实地反映车辆的碰撞防护性能及对乘员的保护水平。近年来,随着ADAS辅助驾驶系统(如碰撞预警、碰撞预防及车道偏离警告等系统)的进一步普及,不少机构也开始制定相关的测试细则来升级其测试规程,以进一步倒逼行业在汽车碰撞安全技术上的升级。
4个知名碰撞测试机构项目对比 | ||||
机构名称 | IIHS (2017规程) | NHTSA (2017规程) | Euro-NCAP (2017规程) | C-NCAP (2018规程) |
乘员保护测试项目 | 正面40%偏置 正面25%偏置 侧面碰撞 车顶强度测试 鞭打试验 | 正面100% 侧面碰撞 | 正面100% 正面40%偏置 侧面碰撞 侧面柱碰 鞭打试验 AEB低速制动 | 正面100% 正面40%偏置 侧面碰撞 鞭打试验 加分项 (侧气帘、安全带提醒) |
儿童保护 | 儿童安全座椅功能 儿童座椅安装方式 | 无 | 正面碰撞 侧面碰撞 儿童安全座椅功能 儿童座椅安装方式 | 无 |
行人保护 | 无 | 无 | 头部保护 盆骨保护 腿部保护 | 头部保护 腿部保护 |
主动安全 | AEB测试(追尾) 大灯照明测试 | 加分项 (碰撞预警、车道偏离、 倒车影像、自动刹车) | 车道辅助测试 车速辅助限制 安全带提醒 AEB高速制动 | AEB测试 (追尾、行人测试) 加分项 (ESC配置) |
i6是基于荣威最新MIP平台(荣威A+级车型平台,换成汽车之家的标准就是紧凑型车和中型车)开发的第一款车型。
荣威在碰撞安全技术上的进取源自于行业的激烈竞争,C-NCAP五星车型泛滥已不是一两年的事情,对于一款想向合资车发起挑战的自主品牌车型来说,在C-NCAP测试中不拿个五星,都不好意思对外宣传其安全性能。
● 国内唯一主被动安全一体化智能安全试验室
为进一步了解荣威i6的碰撞安全技术,我们来到了上海汽车集团技术中心智能安全试验室拜访上汽集团安全工程与虚拟技术部总监王大志博士。
上汽集团智能安全试验室在2014年12月落成投入使用,是目前国内唯一的主被动安全一体化智能安全试验室,被动安全碰撞测试以及主动安全自动制动系统测试都能在这个试验室内进行。
该试验室的其他区域与我们此前参观过的碰撞试验室类似,在此我们不做过多介绍,回到我们今天来该试验室的目的——了解荣威i6碰撞安全的秘密。
给我们做讲解的是拥有多年车辆碰撞安全开发经验的王大志博士,究竟荣威i6碰撞安全方面有何特点?我们继续往下看。
● “扛撞”的本质——高强度钢打造的笼型车身
要保护乘员舱里面的乘员就需要一个“扛撞”的车身结构,避免碰撞事故后乘员舱溃缩变形而压缩乘员生存空间,增加乘员受伤风险。为了达到上述目标,工程师采用的措施是超高强度钢板以及笼型乘员舱结构。
图中的红色部分为热成型钢板,该类型钢板占比达到12%,抗拉强度高达1650MPa。在i6车身上,荣威首次大范围地采用热成型钢板,以增强发动机舱和乘员舱的结构强度。紫色部分为超高强度钢板,该钢板的钢材为宝钢的第三代高强度钢,型号为“QP980”,抗拉强度达到980MPa,对于外形相对复杂且强度要求较高的区域则采用该类钢板,i6也是荣威旗下首款采用该类型钢板的车型。
对于正面碰撞事故,为避免前排乘员腿部位置的车身底板入侵量过大增加腿部的受伤风险,工程师在前围板靠近发动机舱一侧、两纵梁之间设置了高强度钢板;在乘员舱前围板两侧靠近门铰链的位置设置了两块高强度钢。上述高强度钢板共同作用,加强了前排乘员腿部区域的结构强度,从而限制了车辆发生正面碰撞时前围板底部及底板相应区域的入侵量,尽可能避免前排成员腿部因过度挤压而受伤。
对于侧碰事故,为了避免B柱向车厢内部溃缩导致乘员胸部或者腰部侧面受到伤害,工程师会通过优化B柱的结构设计和合理运用高强度钢,让B柱溃缩部位尽量下移,让溃缩点尽量移到坐垫或者更低的位置,从而降低乘员的受伤风险。
荣威i6的B柱由四层钢板组成,内表面和外表面为冲压覆盖件,中间夹着两层高强度钢板。其中,强度较高的一块高强度钢板由B柱顶部一直向下延伸至门槛梁与其连接,利用笼型车身提升侧碰保护性能,而另一块高强度钢板则用于控制B柱的溃缩部位,降低乘员受伤风险。
据试验室的工程师介绍,利用计算机有限元分析软件进行碰撞模拟出来的结果与实际碰撞的结果时常会有出入。一般来说,由于计算机模拟时输入的数据都比较严苛加上整车有限元模型是简化模型,所以模拟出来的结果(包括假人伤害指数以及车身变形量)会比实际碰撞更糟糕。所以最终验证车身碰撞安全性能还是需要进行实车碰撞,而计算机碰撞模拟更多是用在前期设计阶段的对车辆设计参数的优化。
碰撞吸能设计、乘员保护
● 减少碰撞伤害的秘密——吸能与撞击力分散结构的合理设计
汽车并非越坚固越安全,一台非常坚固的汽车在碰撞时可能车身变形或溃缩量很小,但是内部乘员有可能因为其受到的瞬间冲击力过大而受伤。合理的车身溃缩吸能结构和撞击力分散设计除了能缩小乘员舱溃缩量,还能减小乘员在碰撞事故中受到的冲击力,最大程度地减少乘员可能受到的伤害。
如果碰撞速度进一步提高,较大的撞击力除了让吸能盒完全溃缩,还会让车身纵梁产生变形。
若正碰撞击力非常大,通过纵梁溃缩弯折仍未能完全吸收的碰撞能量会进一步往后传递由车身底板上多根纵梁及A柱进行分解,然后由整个车身的均匀变形来吸收,避免车身某处受力过于集中造成较大的乘员舱入侵量。
● 降低低速碰撞后的修复成本
荣威i6对于低速碰撞的可修复性能进行了相应的优化设计,通过在前后防撞梁后方设计吸能盒,在车辆遇到低速碰撞事故时利用吸能盒进行能量吸收,可避免纵梁受到结构性损坏。这样在维修时只需更换掉防撞梁和吸能盒即可完成修复,无论维修工时费还是维修零件的费用上都比修复车身结构损坏要低得多,而且也能保证维修后的车辆碰撞性能达到碰撞前的水平。
目前,国内的保险公司尚未根据车辆的可修复性能来设定车辆保险费金额,但这在欧洲已经实施多年,也是中国未来的一个必然趋势。对于消费者来说,未来购买低速碰撞后易于修复的车辆除了保险费用更低外,更重要的是其能保证维修后的车辆碰撞性能达到碰撞前的水平,安全性能更佳。虽然目前中国品牌的很多车型都采用了可拆卸式防撞梁,更换起来也较为方便,但连接防撞梁和纵梁之间的吸能盒设计水平参差不齐,部分车型上的“吸能盒”实际是只是一个连接件,起不到吸能作用,从而无法在低速碰撞事故中有效吸能,降低纵梁和车身的损坏几率,也就无法降低维修成本。
● 更符合中国国情的非常规碰撞试验
荣威i6在开发阶段除了针对国标、C-NCAP、Euro-NCAP、RCAR等现有碰撞法规或标准进行车辆设计优化外,还根据中国国情进行针对性碰撞测试。
大量针对中国国情碰撞测试以及根据测试结果的细微优化使得荣威i6能更有效地应对在国内可能发生的碰撞事故,相比那些只针对法规要求或机构评测的车型有更高的碰撞安全性能。
● 安全带、安全气囊、座椅系统的匹配优化不可或缺
车身强度提高了,吸能设计优化了,对于乘员的保护尚未足够,安全带、安全气囊、座椅系统的匹配和优化同样不可或缺。
由于在碰撞事故中,乘员的身体会因为碰撞位置的不同而产生不同的偏移,安全气囊的开启角度以及展开面积都需要进行优化设计来保证当乘员的坐姿出现一定偏移时也能获得同样的保护。
对于侧气帘,其展开后的覆盖面积对乘员的保护尤为关键,但侧气帘面积太大由会导致充气速度降低的问题。侧气帘上的缝线就是解决矛盾的关键,缝线能够实现对气帘充气气流的控制,让某些关键部位率先充气,以第一时间对乘员关键部位进行保护;同时缝线缩小了气帘内部的充气空间,使得气帘充气更迅速,展开更快,提升了其保护效果。
此外,在正碰事故发生时,为了防止乘员下潜,脱离安全带保护区域,荣威增强了座垫骨架和座垫内部发泡材料的支撑能力。
行人保护、辅助驾驶
● 行人安全不能忽视
在行人安全方面,荣威i6在Euro-NCAP标准行人安全测试中有着较佳的表现。对于不少车型来说,发动机舱盖前部边缘以及前风挡玻璃前部边缘区域的行人保护性能都不尽如人意。而荣威i6在相应的区域表现相对来说更好一些,这与该车的一些针对性优化设计有关。
从上图中可以看到,荣威i6行人头部保护设计区域包含了事故统计高风险区、欧洲星级评价区域以及国际标准评价区域,在设计考虑上更为全面。
荣威i6行人保护优化设计包括:吸能发动机舱盖、膝部缓冲保险杠、小腿支撑护板、可溃缩大灯/翼子板支架、可压溃雨刮机构、低刚度仪表板结构以及柔性风挡下横梁。其中,可压溃雨刮机构、小腿支撑护板、柔性风挡下横梁是我第一次看到其零部件实物。下面我解析下这三个部件是如何提升行人安全的。
首先介绍的是可压溃雨刮机构,当行人头部撞击靠近车辆中轴线的雨刮臂转轴位置时,过大的撞击力会导致雨刮机构相应位置沿断裂槽断开,雨刮机构向内溃缩,从而减少碰撞对行人的伤害。
行人小腿支撑板的作用是通过这块强度较高的支撑板撞击行人小腿较低的位置,导致行人翻转,避免靠近较高的碰撞位置导致行人的腿从膝盖处折断的悲剧发生。
柔性前风挡下横梁的支撑带有溃缩结构,当行人头部撞击前风挡玻璃时会导致该溃缩结构溃缩,风挡玻璃会随着该下横梁的溃缩而产生一定的退让,从而降低碰撞对行人的伤害。
● 基于EyeQ3芯片的单目摄像头辅助驾驶系统
荣威i6的顶配车型配备了ACC自适应巡航、LDW车道偏离预警、SAS智能车速辅助(识别限速标识设定巡航速度)、FCW前方碰撞预警、AEB自动紧急制动以及IHC智能LED大灯(自动远近光切换)。上述所有功能都基于一套带有单目摄像头的视觉识别系统,该系统的核心为Mobileye公司的EyeQ3芯片。特斯拉MODEL S以及奥迪Q3等不少车型上的驾驶辅助系统都采用了Mobileye公司的EyeQ3芯片。
基于EyeQ3芯片的单目摄像头驾驶辅助系统的性能与后期调校有非常大的关系。这就使得搭载相同硬件系统的车型,其驾驶辅助系统性能上有明显的差别。这种基于图像识别技术的驾驶辅助系统,内部有一个被称为“样本特征数据库”的东西。这个数据库的数据是车辆、行人、交通标志等物体的特征数据。单目摄像头获取的图像信息会与数据库的数据进行比对,才能识别车辆前方的物体的类型。
据荣威的工程师介绍,i6上的这套单目摄像头驾驶辅助系统由荣威针对中国路况进行重新调校,能够更好识别中国道路上的车辆、行人以及交通标志,并通过300万公里的路试验证以保证其可靠性。
全文总结:
荣威i6作为首款基于MIP平台的车型,其上搭载荣威目前最先进的主动碰撞安全和被动碰撞安全技术,能够满足目前C-NCAP和Euro-NCAP最新的五星碰撞安全标准,为乘员提供优秀的碰撞安全防护性能。针对中国国情而做的大量非常规碰撞测试使得荣威i6能为中国消费者提供更全面的碰撞安全保护。
荣威i6上搭载的驾驶辅助系统采用了Mobileye公司的EyeQ3芯片,并根据中国实际路况进行了相应的优化,无论是识别率和可靠性上都比采用基础数据库的系统更好。300万公里的路试也保证了该系统的可靠性。荣威i6不论在主动安全还是被动安全配置方面都彰显着其技术实力,其市场表现值得期待。(图/文/摄/汽车之家 常庆林)