Euro-NCAP行人保護試驗協議V7.0解析

王亞軍，王 棟，施欲亮，吳沈榮

（奇瑞汽車股份有限公司 汽車工程研究院，安徽，蕪湖 241009）

從2005年起，歐盟國家的新認證車型必須滿足歐盟委員會 (European Commission，EC）行人保護法規（2003/102/EC）第1階段[1]的要求，從2010年以后，法規將進入更加嚴格的第2階段[2-3]。2002年起，在聯合國主持下，包括中國在內的30多個參與國共同研究、協商并制定了全球技術法規（Global Technical Regulations，GTR）[4]。除政府強制性法規之外，歐洲新車評價規程也將行人保護作為考查內容。歐洲新車評價規程主要由成人乘員、兒童乘員、行人保護和主動安全4個盒子組成，每個盒子在從1星到5星這5個星級中所對應的比重都各不相同，而且會逐年調整比重。根據Euro-NCAP提供的路線圖計劃[5]，在4個盒子中，未來幾年行人保護評價所占比例將越來越高，評價方式也將越來越全面、客觀、公正，見表1。

表1 Euro-NCAP行人保護模塊路線表

Euro-NCAP 官方在2013年3月公布了V7.0[6]版本的行人保護試驗和評價協議，其主要變化就是提供了更科學、更貼近實際的頭部、腿部網格點試驗方法與評價方式，因此本文主要闡述V7.0版本中相比較V6.0有所更新的內容，比如行人保護試驗區域的標記、劃分、網格點和評分等。

1 頭部試驗測試和評分

筆者詳細對比了V7.0和V6.0版本行人頭部碰撞方面的內容，除以下3條內容不同外，其它內容均沒有改變，在這里不再詳細描述，可以參考V6.0版本[7]或者文獻[8]的內容。

（1）如有傳感器系統等類似的結構直接位于風擋玻璃后面，則對應的網格點不能默認為綠色。在頭部試驗開始前，默認區域由官方試驗室確認。

（2）評估將采用最新的評價標準（HIC650—1700）[9]。

（3）緊貼風擋玻璃外部表面，距離風擋玻璃安裝框架外圍膠條小于165 mm的網格點不能默認為綠色，如圖1所示。

（4）如果網格點位于風擋玻璃區域，且沿頭部碰撞器的入射方向，某些結構與風擋玻璃的基座之間的距離小于100 mm，這些網格點不能默認為綠色，如圖2所示。

2 下腿部試驗測試和評分

V7.0版本中的下腿部試驗章程中用柔性下腿部（Flex PLI）碰撞器（圖3）代替了剛性下腿部（TRL）碰撞器（圖4）[10]，相應的評價指標也進行了更新（表2）。同時，新版本對下腿部的試驗區域、方法和評價方法進行了更新。

表2 剛性和柔性行人下腿部指標對比

2.1 試驗區域

在V6.0版本之前的試驗協議中，通常情況下，兩個保險杠角圍成的試驗區域即為下腿部試驗區域。V7.0版本的試驗協議對下腿部試驗區域進行了明確，即保險杠橫梁、小腿橫梁邊界和保險杠角圍成的區域中最大區域即為下腿部試驗區域。

2.2 網格點的標記和選取方法

下腿部的網格點標記方法和頭部試驗網格點標記方法相似：以車輛的中心線與保險杠上部基準線的交點為起點，向車輛兩側橫向水平移動，一直移動到保險杠試驗區域范圍邊界，每隔100 mm標記一個點，并把該點垂直投影到保險杠上部基準線上。起點標記為L0，車輛右側的點+1，依次為L+1、L+2、L+3，左側的點 -1，依次為L-1、L-2、L-3，如圖5所示。如果最外側的網格點與保險杠試驗區域邊界的距離超過了50 mm，則應該在該網格點往外50 mm距離處增加一個網格點。

測試點選取方法：Euro-NCAP秘書處將在L0或者L1中選擇一個點進行首次試驗，另外的試驗將在該碰撞點外側每隔一個點選擇實施，試驗點選取適用對稱原則，一組對稱點中只對一個點進行測試，非測試點的結果將按照相鄰測試點中最差的結果來計算。另外，如果主機廠認為沒有選擇進行測試的點的得分沒有得到正確評價或者認為對稱原則不可取，它們可以自費支助非選擇點進行額外測試，但主機廠指定點的試驗須在第一測試點確定前決定。

2.3 網格點試驗評分

柔性下腿部的試驗方法和剛性下腿部類似，測試的速度依然為40 km/h，但柔性下腿部與地面參考線的高度由25 mm變為75 mm。在測試點評分中，每個網格點的滿分為1分，其由脛骨力矩（T）和膝蓋內側副韌帶伸長量（MCL）兩項獨立組成，兩者的滿分均為0.5分。其中脛骨力矩的評價按照T1-T44個中最差項結果進行評價，如果最差項小于或等于高性能限值的得滿分，大于或等于低性能限值的得0分，大于高性能限值且小于低性能限值的按照線性插值計算得分。在前后交叉韌帶伸長量（ACL/PCL）小于門限值前提下，對膝蓋內側副韌帶伸長量進行評分，其評分原則與脛骨力矩一致。

每個網格點的得分計算后，把每個網格區域按照評分結果劃分為不同顏色，該網格點的得分對應顏色即為該區域顏色，顏色定義原則見表3。每個網格點的得分相加除以網格點的個數得出下腿部試驗的最大得分率，最大得分率乘以6即為下腿部試驗的最終得分。

表3 下腿部網格點顏色區別表

2.4 某車型的行人下腿部仿真分析

行人下腿部試驗標準進行了上述的幾處重大更新，這些更新必將給新車型的開發帶來難度。為了驗證新舊行人下腿部的具體影響，本文采用CAE技術對某車型的行人下腿部碰撞進行仿真分析。仿真分析分別采用剛性和柔性行人下腿部撞擊某款車的車輛前結構，下腿部和車輛前結構的截面如圖6所示（中間點）。行人下腿部碰撞的速度是40 km/h，車輛前結構與下腿部碰撞的部位采用5 mm×5 mm的尺寸建模。具體的計算結果見表4。

表4 某車型剛性和柔性行人下腿部傷害值表

根據行人保護協議V6.0，表中剛性行人下腿部得分為6分，而根據行人保護協議V7.0柔性行人下腿部得分1.25分。從計算結果看，采用新行人保護協議使該車型的行人下腿部性能下降。

經過初步分析發現兩者的開發思路不同。

（1）舊行人保護協議考察脛骨加速度和彎曲角度，要求在設計開發時合理設計前保吸能塊的剛度來滿足脛骨加速度要求，同時行人下腿部保護梁配合設計來滿足彎曲角度。

（2）新行人保護協議不考察脛骨加速度，但考察脛骨彎矩和韌帶拉長量。前保吸能塊的吸能作用顯示不出效果，在設計時前保造型應盡量“平”，前保系統各部件之間的剛度應合理匹配。

由此可知，針對剛性行人下腿部開發的車型，如果不進行改進可能難以滿足柔性行人下腿部碰撞要求。

3 上腿部試驗測試和評分

V7.0版本中上腿部試驗網格點的標記和選取方法、評分等相對于V6.0版本進行了更新，這部分內容和下腿部試驗類似，可參考下腿部試驗部分，在這里不再贅述。

7.0版本中對于上腿部碰撞試驗的沖擊速度、沖擊能量、沖擊角度與6.0版本并無差別，這里省略不提。

4 結論

V7.0行人保護試驗對行人頭部、上腿部和下腿部都進行了相應的更新，因此主機廠在進行開發時需要重點考慮這些內容，有針對性地開發。根據這些內容，筆者對行人頭部、上腿部和下腿部分別進行了分析，并且提出了相對應的建議。

（1）在頭部試驗中，標記點是默認紅色、默認綠色和默認藍色的定義進行了更為詳盡的說明。建議主機廠在進行開發時，仔細研究開發車輛的造型、結構等，有針對性地開發，避免因為法規解讀問題造成頭部失分。主機廠提供給Euro-NCAP官方的網格點前，需要對默認紅色、綠色和藍色點進行充分CAE分析和試驗分析，否則可能會對行人頭部得分產生影響。

（2）下腿部試驗中，采用柔性下腿部碰撞器代替剛性下腿部碰撞，而且標記和選取方法、評分等都進行了更新。建議主機廠詳細對比兩種下腿部碰撞器所帶來的不同結果，盡量采用一種方案適應兩種下腿部碰撞器，以便滿足其它市場的需求。前保造型、結構和前保吸能塊是柔性下腿部碰撞器重點開發對象，同時車輛前結構的剛度也是行人下腿部開發考察的重點工作。

（3）在上腿部試驗評分中，因為標記點和選取方法的不同，主機廠在開發時可以有針對性地設計車輛前結構。在進行車輛前結構設計前，行人上腿部碰撞空間和總布置是前提條件，因此前期開發時需要對此進行重點設計。

References)

[1]Directive 2003 /102 /EC of the European Parliament and of the Council of 17 November 2003 [S]. Official Journal of the European Union，2003.

[2]Regulation (EC) No 78/2009 of the Euroean Parliament and of the Council of 14 January 2009 [S]. Official Journal of the European Union，2009.

[3]Commission Regulation (EC) No 631/2009 of 22 July 2009 [S]. Official Journal of the European Union，2009.

[4]Proposal for a Draft Global Technical Regulation on Pedestrian Safety [S]. Established in the Global Registry on 12 November，2008.

[5]European New Car Assessment Program Ratings GroupReport_Version 2.2 [R]. July 2013.

[6]European New Car Assessment Programme (Euro-NCAP).Pedestrian Testing Protocol，Version7.0，Euro-NCAP Secretary，2013 [S/OL] (2014-01-01)http：// www.euroncap.com.

[7]European New Car Assessment Program (Euro-NCAP).Pedestrian Testing Protocol，Version 6.0，Euro-NCAP Secretary，2011 [S/OL]. (2012-03-01)http：// www.euroncap.com.

[8]劉洋，孫小光，楊占軍，等. Euro-NCAP 行人保護試驗規程(V5.3.1 和V6.0)分析 [J]. 汽車安全與節能學報，2012，3(2)：142-150.

Liu Yang，Sun Xiaoguang，Yang Zhanjun，et al，Analysis of Euro-NCAP Pedestrian Protection Testing Protocols (V5.3.1 and V6.0) [J]. Journal of Automotive Safety and Energy，2012，3(2)：142-150.(in Chinese)

[9]European New Car Assessment Programme (Euro-NCAP).Assessment Protocol-Pedestrian Protection，Version7.0，Euro-NCAP Secretary，2013 [S/OL]. (2014-01-01).http：// www.euroncap.com.

[10]Liu Qi，GORTON M，Wang Dazhi .Evaluation of Pedestrian Lowerleg Test Results with Flex-PLI and TRL Legform Impactors [C]// 2012 China Conference of Automotive Safety Technology，2012：235-242.