基于实车碰撞的ODB和MPDB试验的对比分析研究

何成　王天华　谢军　朱鑫

摘 要：针对新型的MPDB试验的车辆开发难点，本文对某款车型进行了ODB和MPDB试验，从碰撞波形可知传统的ODB试验比新型MPDB试验更加激烈。但驾驶员和驾驶员后排女性的损伤情况来看，MPDB在胸部评价上更加严苛，扣分更多。MPDB的兼容性评价指标，考查试验车辆对对方车辆的攻击性，试验车辆的兼容性评价指标偏高，具有较大的攻击性，容易罚分。本文为车辆的MPDB试验开发提供借鉴。

关键词：MPDB试验 ODB试验 兼容性评价

Comparative analysis of ODB and MPDB test based on vehicle impact

He Cheng Wang Tianhua Xie Jun Zhu Xin

Abstract：Due to the difficulty of vehicle development in new MPDB test， ODB and MPDB tests are carried out on a certain vehicle. From the impact waveform， it can be seen that the traditional ODB test is more intense than the new MPDB test. However， in terms of the injury of the driver and the female on the driver rear seat， MPDB is more severe in the chest evaluation with more points deducted. The compatibility evaluation index of MPDB is used to test the aggressiveness of the test vehicle to the other vehicle. The compatibility evaluation index of the test vehicle is on the high side， which is more aggressive and easy to be penalized. This paper provides a reference for vehicle MPDB test development.

Key words：MPDB; ODB; compatibility evaluation

ODB（Offset Deformable Barrier）試验是一种正面偏置碰撞试验，模拟车辆与别的车辆发生40%重叠的正面对碰撞的交通事故，ODB蜂窝铝壁障代替对方车辆。ODB试验主要评价测试车辆的耐撞性，即保护测试车辆乘员的安全，是目前各国各地区采用的主要测试方法。随着车辆技术的发展，车辆的耐撞性得到很大的提升[1，2]。车辆保护自身乘员能力得到提升的同时，却暴露了其攻击性，即车辆对对方车辆造成伤害。鉴于，目前普遍采用ODB试验进行评价，在碰撞中既能保护车辆乘员的安全的同时也保护对方乘员的安全的碰撞兼容性研究成为热点[3-5]。2021版的CNCAP评价规程引入MPDB（Mobile Progressive Deformable Barrier）试验，其兼容性评价指标为MPDB台车前段壁障变形量标准偏差（SD）、乘员载荷准则（OLC）、壁障侵入深度和侵入高度[6]。2022年1月至2023年1月，兼容性最高罚分为3分。2023年1月以后，兼容性最高罚分增加至6分。因此，在由ODB试验转入MPDB试验期间，有必要进行MPDB的试验研究。研究MPDB试验与ODB试验的差异性，为MPDB试验车辆性能开发提供依据。

1 ODB和MPDB的差异

1.1 ODB和MPDB壁障的差异

ODB壁障如图1，由前端的保险杠元件和蜂窝铝主体构成。保险杠元件的压溃强度为1.711Mpa-10%～0%，蜂窝铝主体的压溃强度为0.342Mpa-10%～0%。

MPDB壁障如图2，由A、B、C3个区段组成。A区段为均质铝蜂窝，其静态压溃强度为1.540MPa至1.711MPa。C区段也为均质铝蜂窝，其静态压溃强度为0.308MPa 至 0.342MPa。B区段为静态压溃强度渐进递增的蜂窝铝，其静态压溃强度如图3，图中A点为0.756MPa，B点为1.09MPa，C点为0.616MPa，D点为0.95MPa。

1.2 ODB和MPDB碰撞形式的差异

ODB试验前排座椅放置2个HIII 50 男性假人，后排放置1个HIII 5 女性假人和1个Q3儿童假人。而MPDB前排驾驶员座椅放置1个THOR假人，副驾座椅放置1个HIII 5 女性假人，后排放置1个HIII 5女性假人和1个Q10儿童假人。ODB试验中，试验车辆以64km/h的速度、40%的重叠率与ODB壁障进行碰撞。而MPDB试验中，试验车辆与1400kg的台车以50km/h的速度、50%的重叠率进行对撞。

ODB主要考查车辆在碰撞过程中对车内乘员的保护作用。MPDB除了考查碰撞过程中车辆对车内乘员的保护作用，还考查碰撞兼容性，即车辆对对方车辆的攻击性。

2 ODB和MPDB评价

相比于ODB，MPDB试验的评价发生了很大的变化，各个部位均设置极限值（如果达到极限值，说明达到人体极限，整个假人得0分），极限值的设置更加的合理。因为2个工况，假人类型不同，本文主要对比，驾驶员和驾驶员后排女性。具体如下：

2.1 驾驶员座位假人

ODB使用HIII50男性假人，而MPDB使用THOR50男性假人。2种试验工况使用的假人不同，所以评价上会存在很大的不同。

对头部而言，ODB试验评价HIC36和累积3ms合成加速度，评价区间分别为650～1000和72g～88g 。MPDB评价HIC15和累积3ms合成加速度，评价区间分别为500～700和72g～80g，比ODB试验更加严苛。

2种工况，颈部评价指标相同。

对胸部而言，2个假人的结构差异性很大，评价值也有很大的不同，且MPDB增加腹部压缩量的考评。

对腿部而言，腿部结构相同，评价指标基本相同，只是MPDB增加髋臼压缩力的评价。

2.2 驾驶员后排位置假人

2种工况均采用HIII5女性假人，大部分评价指标相同。在MPDB试验中，所有部位增加了极限值，且胸部压缩量由ODB试验的23mm～48mm减小到18mm～42mm。所以MPDB试验更加严苛。

MPDB还增加了很多罚分项。如驾驶员头部的气囊不稳定接触、气囊危险展开和气囊错误展开，胸部的方向盘接触、A柱位移、乘员舱完整性、肩带负载等。

除此之外，MPDB还增加了独特的兼容性评分。通过MPDB台车前段壁障变形量标准偏差（SD）、乘员载荷准则（OLC）、壁障侵入深度和侵入高度4个指标来评价被测车辆的兼容性。这些都对测试车辆提出了更高的要求。

3 数据分析

3.1 ODB和MPDB碰撞波形

在车辆的左B柱下安装加速度传感器，采集ODB和MPDB碰撞波形，波形如图4。从图中可以看出，在70ms前，2曲线的趋势基本一致。只是MPDB的值比ODB的相应的值大1.57～9.02g。

对MPDB试验而言，在64ms以后，加速度迅速下降，碰撞力迅速卸载，测试车辆与MPDB台车基本分开。

对ODB而言，当MPDB的碰撞力卸载时，其加速度还没有达到峰值。在MPDB的碰撞力卸载之前，ODB的加速度峰值为21.74g。在MPDB的碰撞力卸载之后，ODB的加速度峰值为36.1g。MPDB的碰撞力卸载时，ODB测试车辆刚处于击穿蜂窝铝的阶段，而后车辆与刚性壁障接触，车辆加速度继续上升，ODB测试车辆的碰撞力继续上升，直到最大。ODB的加速度峰值为MPDB的峰值的141%，碰撞更为激烈。

3.2 驾驶员损伤情况

ODB和MPDB工况下，头颈部得分都是满分。ODB试验，头部HIC36伤害值为291（高性能指标为650），累积3ms合成加速度为45.2g（高性能指标为72g），颈部Fx为606.1N，颈部Fz为1161.0N，颈部My为6.15Nm。而MPDB试验，头部HIC15伤害值为55（高性能指标为500），累积3ms合成加速度为27.7g（高性能指标为72g），颈部Fx为393.1N，颈部Fz为864.7N，颈部My为4.42Nm。从数据可知，ODB的伤害数值比MPDB大。

ODB试验的胸部压缩量为23.6mm，得3.8分（满分4分）。而MPDB的4个胸压传感器中的最大值为36.7mm，得3.7分（满分4分）。ODB试验的得分比MPDB的得分高2.7%。

ODB和MPDB工况下，驾驶员假人膝盖都没有与仪表板接触，所以没有伤害值。左下腿都是满分，而ODB右下腿上胫骨指数为0.49，得3.6分，MPDB右下腿上胫骨指数为0.26，满分。相比MPDB试验，ODB试验下腿扣0.4分，伤害更大。

对驾驶员而言，ODB的头颈部和腿部的伤害值更大，而MPDB的胸部伤害值更大。

3.3 驾驶员后排的损伤情况

除了头部，ODB和MPDB都出现扣分。ODB试验中，颈部Fz为2.1kN，得1.0分（满分2分），而MPDB试验中，颈部Fz为1.9kN，得1.4分（满分2分）。ODB试验中，胸部压缩量为20.9mm，满分。而MPDB试验中，胸部压缩量为18.5mm，得1.9分。

ODB试验中的颈部和胸部评价指标值都比MPDB大，但是由于MPDB试验的指标更加严苛，所以MPDB胸部的得分略低。

3.4 车辆的兼容性评价

对MPDB试验后的蜂窝铝进行扫描，得出蜂窝铝侵入量如图5。从图中可知，壁障的最大穿透深度为524mm，小于630mm，所以蜂窝铝没有发生触底的现象，壁障侵入深度满足规程的要求。

当车辆纵梁前端底部高度大于508mm时，需要评价壁障侵入高度。本测试车辆前端底部高度小于508mm，且压溃深度小于480mm，所以壁障侵入高度满足规程要求。

处理蜂窝铝扫描数据，计算得到的SD值为58.95。SD值小于50mm时，不罚分; 大于150mm时，则罚1分。处于两者之间采用线性插值的方法计算出相应分数。通过计算，此时的SD值罚0.09分，罚分占比9%，成绩较好。

OLC计算如图6，计算得到的OLC为37.22g。OLC值小于25g，不罚分;大于 40g，则罚1分。处于两者之间采用线性插值的方法得出相应分数。通过计算，此时的OLC值罚0.81分，罚分占比81%，罚分较多。

4 结论

本文对某款车型进行了ODB和MPDB试验，从碰撞波形可知ODB试验比MPDB试验更加激烈。

驾驶员和驾驶员后排女性的损伤情况来看，MPDB在胸部评价上更加严苛，扣分更多。其他部位的指标，ODB试验的伤害更大。

MPDB的兼容性评价指标，考查试验车辆对对方车辆的攻击性，试验车辆的兼容性评价指标偏高，具有较大的攻击性，容易罚分。

参考文献：

[1]马伟杰，殷凤轩，朱海涛，李向荣.基于AEMDB 的侧面碰撞试验参数研究 [J]. 中国公路学报，2017，30（7）.

[2]逯艳博，马伟杰，何成.基于汽车碰撞相容性的乘员损伤研究[J].时代汽车，2019，10：16-18

[3]Emad Sadeghipour， Erich Josef Wehrle，and Markus Lienkamp. An Approach for the Development and the Validation of Generic Simulation Models for Crash-Compatibility Investigations. SAE Int. J. Trans. Safety，2016，4（2）：219-228.

[4]Heiko Johannsen，Robert Thomson.Compatibility Assessment：can the current ADAC MPDB test properly assess compatibility？ IRCOBI Conference 2016.

[5]T. Adolph， H. Schwedhelm， I. Lazaro， et al. Development of compatibility assessments for fullwidth and offset frontal impact test procedures in FIMCAR. International Journal of Crashworthiness， 2014， 19（4）：414-430.

[6]中國汽车技术研究中心. C-NCAP 乘员保护 2021 版测评方案[R]. 2019-09.