杜亮 毛晨曦 黎志伟

（奇点汽车）

1.4 标准和限值

评估分为头部、颈部、胸部和腹部以及骨盆和腰椎。对于2 种碰撞场景，如果超过了假人伤害极限，对应试验的测试分数为0 分。髋部和腰部的载荷作为修正项，超过限值-4 分修正，如表3 和表4 所示。

表3 假人伤害标准

表4 修正项目

1.5 乘员对乘员的保护

如果配备了乘员头部保护的远端对策，则必须证明该策略能防止乘员与乘员（O2O）的相互碰撞，这一点可以在侧柱碰或AE-MDB 碰撞（2023 年开始为侧柱）的双乘员碰撞试验得到确认。

乘员对乘员的保护需要满足以下要求，否则远端保护的总得分（最大4 分）将被扣1 分：

1）未超过头部低性能指标。

2）未发现远端乘员的头部与近端乘员的任何部位发生直接接触（自2023 年起）。

3）对一个不对称的测量值，主机厂必须证明不论对哪一侧的碰撞都能提供有效的保护。

4）必须在保护区域内提供保护，保护范围要求如图4 所示。

图4 头部保护区域要求

2 基础分析结果

文章选择某车型的侧面柱撞工况进行远端分析，根据Euro NCAP 试验设置，搭建远端滑台的仿真模型，如图5 所示。安全带预拉紧与整车碰撞状态保持一致，未点火，无远端气囊配置，头部侧向位移达到橙色区域。计算结果，如表5 所示，因为假人偏移较大，并假人胸腹部和中控台挤压造成假人伤害严重，侧面柱撞滑台工况得分仅为1 分（满分12 分）。

图5 远端模型

表5 柱撞远端滑台基础得分

3 影响因素分析

基于上面的配置，对影响参数进行分析，调整安全带、中控台以及假人位置参数，具体分析矩阵如表6 所示。

表6 影响因素分析矩阵

3.1 头部伤害

如图6 为头部位移响应图，从中可以看出：

图6 头部位移响应

1）预拉紧可以降低头部位移量26～42 mm。

2）中控台的约束对于远端工况尤为重要[4]，这里无中控台约束头部位移增加200 mm 以上，达到极限区域，直接导致对应工况的远端得分为0 分。

3）中控台越高对应的假人头部位移越小，上面计算结果因为中控台高度的变化，头部位移差别44 mm。

4）假人H 点前移50 mm，假人头部位移量减小40 mm，这是因为假人位置靠前利于安全带约束，从动画上看安全带从假人肩部滑落时间延迟。

头部伤害响应图，如图7 所示，从中可以看出：

图7 头部伤害响应

1）由于侧面柱撞波形较大，头部伤害临近限值。

2）安全带预拉紧可以降低头部伤害，特别是安全带双预紧可以明显降低头部伤害。

3）H 点前移头部伤害略优降低。

4）中控台高度变化HIC15 略有增加。

3.2 颈部伤害

颈部伤害响应如图8 所示：

图8 颈部伤害响应

1）下颈部Mx 和上颈部My 伤害较大，临近或超过伤害限值。

2）安全带预拉紧颈部Fz 伤害略有降低，中控台降低则颈部Fz 伤害有所增加。

3）安全带预拉紧和假人H 点前移下颈部Mx 伤害增加。

4）安全带预拉紧，特别是双预紧以及假人H 点前移上颈部My 略有降低。

3.3 胸部伤害

胸部伤害响应，如图9 和图10 所示。

图9 胸部压缩量响应

图10 腹部压缩量响应

4 远端气囊设计

根据Euro NCAP 的评分要求和前面的分析，尽管安全带预拉紧等可以改善部分假人伤害，但假人头部偏移仍然位于橙色区，这就使得远端得分仍然较低，所以用于保护非碰撞侧乘员的远端气囊匹配显得尤为重要。

远端气囊设计需要考虑：在单假人滑台试验中降低头部位移，减小假人伤害；整车侧面碰撞双乘员试验中头部伤害低于限值，并避免远端乘员的头部与近端乘员的任何部位发生直接接触（自2023 年起），同时满足保护范围的要求。文章仅针对侧面柱撞远端滑台工况进行分析，暂未进行整车碰撞乘员对乘员保护的评估。

4.1 设计方案

设计远端气囊如图11 所示，安装于座椅靠近车内侧翼。由于本车型假人胸腹部和中控台挤压严重，所以远端气囊设计成覆盖胸腹部到头部位置，远端气囊内部缝纫拉带，用于控制体积并利于向上的展开，气囊上部设计与座椅靠背连接的外部拉带。气囊静态展开后满足保护范围的要求，如图12 所示。

图11 远端气囊设计方案

图12 远端气囊静态展开

4.2 保护效果分析

在原系统模型基础上增加远端气囊，由于气袋上部设计拉带与座椅骨架连接，气囊始终保持在中间位置并覆盖远端假人的头部，假人运动情况对比如图13 所示。

匹配远端气囊的得分情况如表7，因为气囊的缓冲作用，单假人滑台模型计算得到假人头部偏移量减小130 mm 左右，头部位移区域由橙色区优化到黄色区。另外气囊覆盖假人胸部和腹部，避免假人胸腹部和中控台的直接硬接触，胸部得分明显提升。通过匹配远端气囊后，柱撞远端滑台得分从1 分提升到11.46 分（满分12 分）。

表7 得分对比

图13 有无远端气囊的假人运动情况对比

4.3 点火策略

中间气囊点火策略为仅点爆碰撞侧中间气囊，根据Euro NCAP 2020 版最新发布的结果大部分采用这种点火策略，但Toyota Yaris 试验结果，如图14 所示，其远端气囊ACU 点火策略设计为两侧的远端气囊全部打开，两侧远端气囊形成互相支撑作用，到达假人头部的位置并形成有效的保护，这样有利于整车碰撞双假人试验的乘员对乘员保护的评估。但如果点火策略设计为双侧远端气囊全部打开，因为展开空间的限制，在展开过程中可能会存在互相干涉的情况，类似问题需要结合折叠方式、展开时序等进行改进，并可在静态点爆等试验中进行验证。

图14 Euro NCAP2020 版Toyota Yaris 试验远端气囊

5 结论

基于Euro NCAP 要求，应用仿真方法评估某车型的侧面柱撞远端工况得分情况，在此基础上进行参数影响分析以及开展远端气囊的匹配研究，总结前面的分析：

1）预拉紧点火利于降低非碰撞侧乘员的头部偏移量以及头部伤害，但可能会因为胸部和中控台的接触位置的差异造成胸部压缩量的增加。

2）H 点位置前移利于安全带约束从而降低假人头部偏移量，具体需要结合其他碰撞工况以及人机等进行判断。

3）中控台对限制远端假人位移比较有利，结合人机要求中控台高度推荐对应腹部上肋骨高度。另外带中控台车型因为会与假人胸腹部以及骨盆挤压，可能造成接触位置的伤害较大。

4）远端气囊可以有效降低头部位移，提升远端的得分，文章设计一款远端气囊覆盖假人胸腹部到头部，内部缝纫拉带，用于控制体积并利于向上的展开，气囊上部设计与座椅靠背连接的外部拉带。仿真结果表明可以有效减少假人头部位移，降低假人伤害。需要说明的是气囊包形的设计建议根据车型实际情况，比如有无中控台等，进行调整和匹配。

5）根据Euro NCAP 2020 版已经发布的试验结果，远端点火策略大部分为仅点爆碰撞侧中间气囊，也有点火策略设计为两侧的远端气囊全部打开，比如Toyota Yaris。点爆双侧气囊，在整车碰撞过程中两侧气囊互相支撑，利于双假人试验的乘员对乘员保护效果的评估。如果采用这种点火策略，展开过程中存在互相干涉的可能，需要结合实际情况具体优化。

文章分析仅针对侧面柱撞的远端滑台工况，下一步可结合AE-MDB 工况和整车双乘员侧面碰撞进行远端的整体评估。