Euro-NCAP行人保护试验协议V7.0解析

王亚军，王 栋，施欲亮，吴沈荣

（奇瑞汽车股份有限公司 汽车工程研究院，安徽，芜湖 241009）

从2005年起，欧盟国家的新认证车型必须满足欧盟委员会 (European Commission，EC）行人保护法规（2003/102/EC）第1阶段[1]的要求，从2010年以后，法规将进入更加严格的第2阶段[2-3]。2002年起，在联合国主持下，包括中国在内的30多个参与国共同研究、协商并制定了全球技术法规（Global Technical Regulations，GTR）[4]。除政府强制性法规之外，欧洲新车评价规程也将行人保护作为考查内容。欧洲新车评价规程主要由成人乘员、儿童乘员、行人保护和主动安全4个盒子组成，每个盒子在从1星到5星这5个星级中所对应的比重都各不相同，而且会逐年调整比重。根据Euro-NCAP提供的路线图计划[5]，在4个盒子中，未来几年行人保护评价所占比例将越来越高，评价方式也将越来越全面、客观、公正，见表1。

表1 Euro-NCAP行人保护模块路线表

Euro-NCAP 官方在2013年3月公布了V7.0[6]版本的行人保护试验和评价协议，其主要变化就是提供了更科学、更贴近实际的头部、腿部网格点试验方法与评价方式，因此本文主要阐述V7.0版本中相比较V6.0有所更新的内容，比如行人保护试验区域的标记、划分、网格点和评分等。

1 头部试验测试和评分

笔者详细对比了V7.0和V6.0版本行人头部碰撞方面的内容，除以下3条内容不同外，其它内容均没有改变，在这里不再详细描述，可以参考V6.0版本[7]或者文献[8]的内容。

（1）如有传感器系统等类似的结构直接位于风挡玻璃后面，则对应的网格点不能默认为绿色。在头部试验开始前，默认区域由官方试验室确认。

（2）评估将采用最新的评价标准（HIC650—1700）[9]。

（3）紧贴风挡玻璃外部表面，距离风挡玻璃安装框架外围胶条小于165 mm的网格点不能默认为绿色，如图1所示。

（4）如果网格点位于风挡玻璃区域，且沿头部碰撞器的入射方向，某些结构与风挡玻璃的基座之间的距离小于100 mm，这些网格点不能默认为绿色，如图2所示。

2 下腿部试验测试和评分

V7.0版本中的下腿部试验章程中用柔性下腿部（Flex PLI）碰撞器（图3）代替了刚性下腿部（TRL）碰撞器（图4）[10]，相应的评价指标也进行了更新（表2）。同时，新版本对下腿部的试验区域、方法和评价方法进行了更新。

表2 刚性和柔性行人下腿部指标对比

2.1 试验区域

在V6.0版本之前的试验协议中，通常情况下，两个保险杠角围成的试验区域即为下腿部试验区域。V7.0版本的试验协议对下腿部试验区域进行了明确，即保险杠横梁、小腿横梁边界和保险杠角围成的区域中最大区域即为下腿部试验区域。

2.2 网格点的标记和选取方法

下腿部的网格点标记方法和头部试验网格点标记方法相似：以车辆的中心线与保险杠上部基准线的交点为起点，向车辆两侧横向水平移动，一直移动到保险杠试验区域范围边界，每隔100 mm标记一个点，并把该点垂直投影到保险杠上部基准线上。起点标记为L0，车辆右侧的点+1，依次为L+1、L+2、L+3，左侧的点 -1，依次为L-1、L-2、L-3，如图5所示。如果最外侧的网格点与保险杠试验区域边界的距离超过了50 mm，则应该在该网格点往外50 mm距离处增加一个网格点。

测试点选取方法：Euro-NCAP秘书处将在L0或者L1中选择一个点进行首次试验，另外的试验将在该碰撞点外侧每隔一个点选择实施，试验点选取适用对称原则，一组对称点中只对一个点进行测试，非测试点的结果将按照相邻测试点中最差的结果来计算。另外，如果主机厂认为没有选择进行测试的点的得分没有得到正确评价或者认为对称原则不可取，它们可以自费支助非选择点进行额外测试，但主机厂指定点的试验须在第一测试点确定前决定。

2.3 网格点试验评分

柔性下腿部的试验方法和刚性下腿部类似，测试的速度依然为40 km/h，但柔性下腿部与地面参考线的高度由25 mm变为75 mm。在测试点评分中，每个网格点的满分为1分，其由胫骨力矩（T）和膝盖内侧副韧带伸长量（MCL）两项独立组成，两者的满分均为0.5分。其中胫骨力矩的评价按照T1-T44个中最差项结果进行评价，如果最差项小于或等于高性能限值的得满分，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线性插值计算得分。在前后交叉韧带伸长量（ACL/PCL）小于门限值前提下，对膝盖内侧副韧带伸长量进行评分，其评分原则与胫骨力矩一致。

每个网格点的得分计算后，把每个网格区域按照评分结果划分为不同颜色，该网格点的得分对应颜色即为该区域颜色，颜色定义原则见表3。每个网格点的得分相加除以网格点的个数得出下腿部试验的最大得分率，最大得分率乘以6即为下腿部试验的最终得分。

表3 下腿部网格点颜色区别表

2.4 某车型的行人下腿部仿真分析

行人下腿部试验标准进行了上述的几处重大更新，这些更新必将给新车型的开发带来难度。为了验证新旧行人下腿部的具体影响，本文采用CAE技术对某车型的行人下腿部碰撞进行仿真分析。仿真分析分别采用刚性和柔性行人下腿部撞击某款车的车辆前结构，下腿部和车辆前结构的截面如图6所示（中间点）。行人下腿部碰撞的速度是40 km/h，车辆前结构与下腿部碰撞的部位采用5 mm×5 mm的尺寸建模。具体的计算结果见表4。

表4 某车型刚性和柔性行人下腿部伤害值表

根据行人保护协议V6.0，表中刚性行人下腿部得分为6分，而根据行人保护协议V7.0柔性行人下腿部得分1.25分。从计算结果看，采用新行人保护协议使该车型的行人下腿部性能下降。

经过初步分析发现两者的开发思路不同。

（1）旧行人保护协议考察胫骨加速度和弯曲角度，要求在设计开发时合理设计前保吸能块的刚度来满足胫骨加速度要求，同时行人下腿部保护梁配合设计来满足弯曲角度。

（2）新行人保护协议不考察胫骨加速度，但考察胫骨弯矩和韧带拉长量。前保吸能块的吸能作用显示不出效果，在设计时前保造型应尽量“平”，前保系统各部件之间的刚度应合理匹配。

由此可知，针对刚性行人下腿部开发的车型，如果不进行改进可能难以满足柔性行人下腿部碰撞要求。

3 上腿部试验测试和评分

V7.0版本中上腿部试验网格点的标记和选取方法、评分等相对于V6.0版本进行了更新，这部分内容和下腿部试验类似，可参考下腿部试验部分，在这里不再赘述。

7.0版本中对于上腿部碰撞试验的冲击速度、冲击能量、冲击角度与6.0版本并无差别，这里省略不提。

4 结论

V7.0行人保护试验对行人头部、上腿部和下腿部都进行了相应的更新，因此主机厂在进行开发时需要重点考虑这些内容，有针对性地开发。根据这些内容，笔者对行人头部、上腿部和下腿部分别进行了分析，并且提出了相对应的建议。

（1）在头部试验中，标记点是默认红色、默认绿色和默认蓝色的定义进行了更为详尽的说明。建议主机厂在进行开发时，仔细研究开发车辆的造型、结构等，有针对性地开发，避免因为法规解读问题造成头部失分。主机厂提供给Euro-NCAP官方的网格点前，需要对默认红色、绿色和蓝色点进行充分CAE分析和试验分析，否则可能会对行人头部得分产生影响。

（2）下腿部试验中，采用柔性下腿部碰撞器代替刚性下腿部碰撞，而且标记和选取方法、评分等都进行了更新。建议主机厂详细对比两种下腿部碰撞器所带来的不同结果，尽量采用一种方案适应两种下腿部碰撞器，以便满足其它市场的需求。前保造型、结构和前保吸能块是柔性下腿部碰撞器重点开发对象，同时车辆前结构的刚度也是行人下腿部开发考察的重点工作。

（3）在上腿部试验评分中，因为标记点和选取方法的不同，主机厂在开发时可以有针对性地设计车辆前结构。在进行车辆前结构设计前，行人上腿部碰撞空间和总布置是前提条件，因此前期开发时需要对此进行重点设计。

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]刘洋，孙小光，杨占军，等. Euro-NCAP 行人保护试验规程(V5.3.1 和V6.0)分析 [J]. 汽车安全与节能学报，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.