基于2018版C-NCAP评价结果的汽车安全技术分析

来源:优秀文章 发布时间:2023-01-18 点击:

刘 鹏,李向荣,周博雅,张云龙

基于2018版C-NCAP评价结果的汽车安全技术分析

刘 鹏,李向荣,周博雅,张云龙

(中国汽车技术研究中心有限公司,天津 401122)

自2018年7月至2021年12月,2018版中国新车评价规程(C-NCAP)已正式完成了102款车型的测试评价,论文以这102款车型的评价结果作为研究对象,统计分析了在不同试验形态下不同类型车型的主、被动安全表现,结合自2006年至2021年不同版本的中国新车评价规程评价结果,通过对比,定量分析了自主品牌与合资品牌的安全性能差距变化趋势,同时分析了电动汽车与传统燃油车以及不同级别车型的安全性能差异,为汽车安全试验相关工作提供了重要数据参考。

中国新车评价规程;
碰撞试验;
汽车安全;
测试评价;
定量分析

2006年中汽中心首次推出中国新车评价规程(China-New Car Assessment Program, C-NCAP),规定了3种反映不同事故工况的试验形式:100%重合正面碰撞、40%重合偏置碰撞和侧面碰撞[1];
2009版规则中首次在侧碰中增加后排女性假人考核,在100%正碰中增加对后排儿童假人的考核;
2012版中规则中,星级划分方案全面改版,增加鞭打试验考核项目,并将40%偏置试验的速度提升至64 km/h;
2015版规则进一步优化升级星级评定体系,鞭打试验分数的计算方法有所调整,取消了ISOFIX以及司机安全带提醒加分,进一步提升考核难度[2]。2018版评价规则为当前实施版本,该版本最重大的变化莫过于引入了行人保护测试与主动安全测试,这也使得2018版C-NCAP被称为自2006年以来调整内容最多、调整范围最大、技术要求最严格的一次,可谓是与全球NCAP体系全面接轨[3]。

2018版规则于2018年7月1日正式开始实施,截止至2021年底,共针对63家车企的102款车型进行了评价。本文以这102款车型[4]的C-NCAP评价试验结果为研究对象,采用统计分析和理论分析相结合的方法,在多个维度内进行了对比研究。

2018版C-NCAP测评对象主要聚焦乘用车。自2018年7月1日《C-NCAP管理规则(2018年版)》正式实施以来,共计完成102款车型。

图1 测评车型价格分布(单位:万元)

从测试车辆的价格角度来看,C-NCAP测试车型最低车辆指导价为8.68万元,最高车辆指导价为57万元。根据2020年度汽车销量信息可知,10万~30万元是汽车市场销量最高的价格区间,也是消费者最为关注的价格区间,所以C-NCAP所测试的102款车型中82款指导价格处于本区间内,占比80.4%,所有测试车型的平均价格为18.98万元,如图1所示。

102款车型包括6款小型SUV,25款紧凑型SUV,28款中大型SUV,19款紧凑型轿车,18款中大型轿车,2款小型轿车以及4款MPV。如图2所示。

图2 测评车辆形式分类

评价车型中按照车系来分,自主品牌60款,日系品牌15款,德系品牌14款,美系品牌8款,韩系品牌4款,法系品牌1款。各国别车型的占比情况分布如图3所示。

图3 2018版C-NCAP评价车型车系分布

2.1 综合成绩与星级分布

C-NCAP五星车型的最低要求是综合得分率要在82%以上,并同时要求乘员保护得分率要在85%以上,行人保护得分率在65%以上,主动安全测试得分率在55%(2020年及以后)以上。

在2018—2021年,共有102款车型完成了C-NCAP测试,其中获得五星+级别评价的车型有8款,五星级评价车型75款,四星级评价车型11款,三星级评价车型1款,两星评价车型7款,无车型1星级评价。如图4所示。

图4 2018—2020年102款车型星级分布

测评结果显示,在《C-NCAP管理规则(2018年版)》实施的四年中,国内汽车安全水平有了明显进步,平均综合得分率由2018年的75.91%上升到2021年的89.05%,如图5所示。

图5 2018—2020年综合得分率变化情况统计

其中,乘员保护部分年平均综合得分率由2018年的81.89%上升到最高91.10%;
行人保护部分年平均综合得分率由2018年的65.45%上升到最高72.20%;
主动安全部分年平均综合得分率由2018年的58.52%上升到2021年的96.36%。

2.2 三大子项评价结果情况

2006版到2015版的C-NCAP,每三年进行一次规程的改版升级,其内容均为乘员保护,2018版C-NCAP首次将行人保护、主动安全测试纳入评价体系。在2018版C-NCAP中,乘员保护是权重最大的版块,分值占比为70%,行人保护与主动安全测试的分值占比均为15%。

2.2.1乘员保护

乘员保护性能方面,C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型中,乘员保护得分率在95%以上的有15款车型;
得分率在90%~95%区间的有46款车型,占比45.1%;
得分率处于85%~90%区间的有23款车型、得分率处于80%~85%区间的有10款车型;
另外,也有8款车型乘员保护得分率处于80%以下,得分最低的车型乘员保护得分率处于60%以下,如图6所示。

图6 102款车型乘员保护得分率分布情况

总体来看,在乘员保护方面,企业在十多年间积累了一定的被动安全开发技术,其总体表现良好,但个别车型被动安全水平有待提升。

1.正面100%重叠刚性壁障碰撞试验结果

C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型的正面碰撞试验平均得分率为88.38%。具体到各个假人的身体部位来看,前排人员头、颈和大腿得分较高,基本保持在97%以上,假人的胸与小腿得分率低,不足80%;
后排假人头部得分较高,而颈部和胸部得分较低,在75%左右。

2.正面40%偏置碰撞试验结果

C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型的正面40%偏置碰撞平均得分率为85.96%,相比于正面碰撞试验,得分率略有下降[5]。其中前排乘员头颈部以及大腿部位得分率较高,高于97%,胸部与小腿的得分率偏低,得分率80%左右;
后排头颈部得分较低,不足75%;
胸部得分率为83.98%。

3.侧面壁障碰撞试验结果

C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型的侧面碰撞平均得分率为96.94%。其中前排人员的头部、腹部以及骨盆的部位得分率接近100%,胸部得分95%以上,前排乘员保护总体表现良好;
后排由于多数车辆后排未配备侧面安全气囊乘员保护成绩相对较低,后排头部和腹部得分均在90%以上,胸部和骨盆得分率分别为87.47%和88.19%。

4.鞭打试验结果

C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型的鞭打试验平均得分率为83.32%,其中驾驶员的颈部伤害得分率偏低,仅为68.66%,上颈部得分率为89.87%,下颈部得分率明显高于以上两项指标,得分率为97.64%。

2.2.2行人保护

行人保护性能方面,C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型中,得分率80%以上的车型有11款,处于75%~80%的车型有20款,得分率处于70%~75%区间的有30款,占比为29.4%,为所有区间中数量最高的,65%~70%区间的车型27款,得分率不足65%的有14款。值得注意的是,有8款车型得分率低于60%,行人保护性能还需企业投入更多精力来进行改善,如图7所示。

图7 102款车型行人保护得分率分布情况

102款车型的行人保护得分率呈现出一定的“正态分布”特征,均值70.88%。2018版C-NCAP首次引入行人保护项目,与乘员保护版块相比,其得分率偏低。但从各年度的测试结果来看,行人保护得分率则呈现出一定的上升趋势,2018年平均得分率为65.45%,2019年为70.37%,2020年为72.92%,2021年为72.20%,如图8所示。

图8 行人保护年平均得分率变化趋势

2.2.3主动安全

主动安全性能方面,C-NCAP(2018年版)完成测评的102款车型中,得分率在95%以上的车型有48款,在90%~95%区间的车型有20款,在65%~85%区间的车型有20款,得分率低于65%的车型有14款,如图9所示。

主动安全版块测试结果呈现出一定“两极化”特征,究其原因为低分区间的车型全系都未配备,仅获得了汽车电子稳定控制系统(Electronic Stability Controller, ESC)报告审核项目的得分,甚至个别车型也未配备ESC装置。

图9 102款车型主动安全得分率分布情况

与行人保护版块所呈现的趋势相一致,主动安全的成绩也在逐年提高,2018年主动安全平均得分率为58.52%;
2019年平均得分率为74.41%;
2020年平均得分率为88.05%;
2021年平均得分率为96.36%,如图10所示。

图10 102款车型主动安全得分率变化趋势

2.3 C-NCAP试验常见问题汇总

C-NCAP碰撞测试重点考察碰撞事故中车辆车身结构和约束系统(座椅、安全带和安全气囊)对内部乘员的保护效果,通过假人各个部位的得分情况进行综合评价。此外,C-NCAP针对一些较为极端的乘员伤害/阻碍救援风险也设置了多个罚分项,例如:碰撞过程中车门开启,试验完成后车门未能及时解锁,安全气囊、气帘、安全带等装置失效等。

已完成C-NCAP评价的102款车型306次碰撞测试,其中发生碰撞后车辆未解锁情况16次,后排女性假人骨盆发生下潜11次,安全气囊或气帘在试碰撞过程中失效1次,试验过程中车门打开2次,如图11所示。

(1)碰撞试验完成后,车门未解锁。C-NCAP碰撞试验要求,在碰撞试验发车前,试验车辆车门应该保持关闭并且不锁止。但是对于具有自动落锁功能的车辆,在试验发车前,应该手动将车门处于落锁状态进行试验。对于此类车辆,碰撞试验后,如果车辆没能自动解除锁止状态则减去1分。

图11 试验常见问题情况统计

在16次未解锁情况中,5次发生在正面碰撞试验,9次发生在偏置试验,还有2次侧面碰撞试验。

(2)正面或偏置碰撞试验过程中,假人骨盆发生下潜。C-NCAP规定,后排女性假人发生单侧骨盆下潜,则减去 0.5 分;
双侧下潜,则减去 1 分。第二排女性假人下潜现象通过假人髂骨受力情况来进行判断。如果试验数据不稳定,则需根据车载高速摄像来辅助判断后排假人是否发生了下潜,如图12所示。

图12 后排假人出现下潜

在11次下潜的情况中,共有7次发生在正面100%碰撞试验中,4次发生在正面40%偏置碰撞试验中。

(3)在碰撞试验过程中,试验车辆车门开启。C-NCAP试验要求,在各项碰撞试验中,两侧的每一个车门,若在碰撞过程中开启,则分别在该碰撞试验中减1分[6]。在完成测试的102款车型中,有2款车型在侧面碰撞过程中,撞击侧车门开启,如图13所示。

(4)在碰撞试验过程中,气囊、气帘及安全带等装置失效。C-NCAP侧面碰撞试验规则要求侧面气囊若在试验过程中未能完全开启,则减去1分[7]。在已完成测试的102款车型中,仅有1款车型发生该类情况。

图13 碰撞过程中车门开启

C-NCAP自成立以来已经历过十余年的发展,累计完成近500款车型的评价工作,本节将围绕自主、合资品牌成绩对比,新能源汽车的安全测试表现,造车新势力产品表现以及不同车型之间测试结果的差异等内容展开分析。

3.1 自主品牌碰撞安全进步明显

通过测试结果的对比,可以发现,从2006年以来,自主品牌的乘员保护性能与合资品牌的差距在不断减小,个别自主品牌的车型乘员安全性能甚至超过了大多数合资品牌,如图14所示。

图14 C-NCAP测试的自主品牌与合资品牌得分变化趋势

2006年,自主品牌乘员保护得分率为53.59%,而合资品牌的得分率为68.59%,差值为15%。2006版是C-NCAP第一版本规程,也是自主品牌和合资品牌差距最大的一个版本,在随后的数年间这一差距在逐步缩小,具体表现在2009版自主品牌与合资品牌平均得分率差距为8.12%,2012版差值为5.16%,2015版差值为4.76%。目前,自主品牌与合资品牌车型的乘员保护平均得分率已经缩小至3.21%。

3.2 电动汽车与传统燃油车安全性能对比

2018版C-NCAP也增加了对新能源汽车的测试评价,目前C-NCAP测试过电动的紧凑型轿车、中大型轿车、紧凑型SUV以及中大型SUV,从结果来看,紧凑型轿车这一类型中,新能源车的得分率低于燃油车,而在另外三款车型中则全部高于燃油车平均得分率,如图15所示。

图15 电动汽车与燃油车综合得分率对比

在智能化领域,电动车具备更好的智能化载体和平台,车主可以像操作手机一样驾驶新能源汽车。一些新能源汽车还配备了高速辅助驾驶、全景式自动泊车等高端智能化功能,而聚焦在C-NCAP中的主动安全,新能源车则呈现出了明显优势,如图16所示。

图16 电动汽车与燃油车综合得分率对比

在紧凑型轿车中,新能源汽车与燃油车平均得分率在70%以上的水平;
中大型轿车中新能源汽车得分率高达99%,燃油车为87.7%,相差近12%;
紧凑型SUV和中大型SUV测试结果趋势与中大型轿车相类似,新能源汽车的平均得分率均比燃油车平均得分率要高10%左右。

3.3 不同车辆类型测试成绩差异明显

从星级分布的角度来讲,19款中大型轿车中,有17款获得了5星甚至5星+的成绩;
28款中大型SUV中,有27款获得了5星甚至5星+的成绩,5星及以上的占比明显高于其他车型。各种车型的星级分布具体如图17所示。

图17 不同级别车型的星级分布情况

从综合得分率的角度来讲,同样能够得到相同的结论,在6种车型中,中大型SUV和中大型轿车以88.7%和88.4%的综合得分率分别位列第1名与第2名,如图18所示。

图18 不同级别车型的平均综合得分率

无论从宏观上的5星车型占比还是从综合得分率的角度来看,中大型轿车相对于紧凑型轿车、中大型SUV相对于紧凑型SUV均是存在明显优势。但考虑到产品定位、车辆成本以及企业技术人员在开发过程中投入的精力,不同车型体现出测试成绩的差异也是一种合理的结果。

本文主要以2018—2021年按照2018版C-NCAP试验规则进行评价的102款车型为研究对象,通过统计分析得到如下重要结论:

(1)与合资品牌相比,自主品牌乘员保护性能仍存在差距,但从近十余年趋势来看,此差距越来越小,现在基本处于3%左右;

(2)市场上主流的电动汽车,安全性能并不低于传统燃油车,并且主动安全性能明显好于传统燃油车;

(3)无论5星占比还是平均综合得分率,在安全方面,中大型轿车相对于紧凑型轿车、中大型SUV相对于紧凑型SUV均存在明显优势。

[1] 中国汽车技术研究中心有限公司.中国新车评价规程 (C-NCAP) [EB/OL]. (2018-07-01).[2022-09-08]. http//www.c-ncap.org.cn.

[2] 刘亚东,商恩义,张凯,等.C-NCAP正面碰撞试验中后排女性假人伤害统计研究[J].汽车工程师,2013(10):13-16.

[3] 刘玉光,刘志新.各国新车评价规程(NCAP)测试评价技术的现状与发展[J].汽车安全与节能学报,2013,4 (1):16-22.

[4] 中汽中心.C-NCAP测评结果数据[EB/OL].[2022-09- 12].https://www.c-ncap.org.cn/cncapAllData?type=cncap.

[5] 孙兆岩,刘洋,侯庆坤.基于40%正面偏置碰撞的某车型仿真及结构优化[J].汽车实用技术,2022,47(15): 90-95.

[6] 吴欢辉,吴黎,李荣.侧面碰撞过程中前门异常开启问题的改进[J].汽车工程师,2021(6):39-42.

[7] 王晓平.整车偏置碰撞试验仿真对标分析[J].汽车工程师,2020(1):55-57.

Analysis of Automobile Safety Technology Based on C-NCAP (2018 Edition)

LIU Peng, LI Xiangrong, ZHOU Boya, ZHANG Yunlong

( China Automotive Technology Research Center Company Limited, Tianjin 401122, China )

From July 2018 to the end of 2021, the china-new car assessment programme has completed the formal evaluation of 102 models. Taking the evaluation results of these 102 models as the research object, this paper statistically analyzes the active and passive safety performance of different types of models under different test forms. Combined with the evaluation results of China-new car assessment programme over the past 15 years, this paper quantitatively analyzes the safety performance gap between independent brands and joint venture brands through comparison. At the same time, the safety performance differences between electric vehicles and traditional fuel vehicles, as well as between new forces of vehicle manufacturing and traditional main engine manufacturers are analyzed, which provides important data support for the work related to vehicle safety test.

China-new car assessment programme;Crash test;Automobile safety;Formal evalua- tion; Quantitative analysis

U471.15

A

1671-7988(2022)23-169-07

U471.15

A

1671-7988(2022)23-169-07

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.023.031

刘鹏(1992—),男,硕士,工程师,研究方向为汽车性能测试评价,E-mail:liupeng@catarc.ac.cn。

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