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汽车碰撞测试,假人都是“欧美人”身材?为何国产仍不能完全替代#金猫榜#

这个是认证

迪哥说财经

2021-10-16 12:06

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比起哪个汽车创始人又财富自由了,人们更关心的是驾驶安全。

随着自动驾驶汽车时代的来临,我们亲眼见证了国产“造车新势力”的崛起。从蔚来、小鹏、理想等新能源汽车品牌在美国、香港等地纷纷上市,到宁德时代、比亚迪等电池品牌市值纷纷过万亿,再到华为、小米、美团等互联网科技巨头纷纷入局自动驾驶技术。

似乎凭借着强大的资本实力,国产“造车新势力”颠覆奔驰、奥迪、宝马已成事实。 但实际上,真正让客户心甘情愿去购买一辆汽车的原因,并非一家汽车的市值有多高,而是汽车的安全性。

如今,在国际汽车安全性能检测中至关重要的道具——碰撞假人的设计标准几乎都是按“欧美人”体型设计的,并非中国人。而且,这些碰撞假人中70%的市场份额被美国公司Humanetics所垄断,另外,这些假人价格非常昂贵,一个定制的汽车碰撞假人的价格可以轻松过千万。每次当汽车碰撞试验结束后,车企最心疼的并不是报废的车辆,而是这些价格昂贵的假人们。

为什么汽车假人的价格会如此昂贵?我们能“国产替代”么?

一、汽车碰撞试验的起源

汽车碰撞试验属于安全性能检测中不可或缺的一环,其目的在于检测碰撞中车辆对乘员的保护能力。

汽车碰撞试验起源于德国,1938年一位奥迪汽车的工程师为检验汽车的安全性,将一辆奥迪DKW F7汽车加固后从山坡上推了下去,结果汽车除外壳受损外,发动机依然能正常运转。这次实验被认定为最早的汽车碰撞实验。

早期的碰撞试验是由工作人员亲自测试,但因危险性过高,在上世纪70年代左右便被取缔了。后来又使用了黑猩猩、猴子、猪、狗等动物作为测试对象,整个试验过程均在动物清醒的状态下进行,这种残忍的试验方式很快引来了大量动物保护者的反对,最终也被迫终止。

再后来,碰撞假人出现了。1959年,奔驰汽车以W111系列车型进行了汽车史上汽第一次乘有假人的碰撞实验。同年,沃尔沃研发的三点式安全带也首次问世。直到1972年,通用汽车研发的Hybrid Ⅱ型假人被美国认定为碰撞测试的标准型号假人。

假人是碰撞实验的核心,几乎所有国家都出台了相关的法规,要求汽车碰撞试验中,假人的损伤数据必须要达到一定的安全标准,否则不允许汽车进入市场。欧美国家甚至强制要求碰撞试验每辆车必须搭载2~3个假人,以此保证数据的准确性。这样就意味着,单一一场汽车碰撞实验,可能除了会报废掉两辆汽车外,还会报废掉价值上千万的汽车假人。

不过,如果一场碰撞实验后的数据很出色,同样能够帮助车企扩大品牌影响力,但有一个前提:它所使用的碰撞假人必须是国际公认的。

二、被美国垄断的汽车假人市场

2020年,国内汽车总销量已达1983.02万辆,保有量达2.81亿辆,即便有如此庞大的汽车消费市场,国内汽车碰撞试验的假人却大多由美国公司提供,甚至在C-NCAP评价体系中,假人的体格标准也是按照“欧美人”来设计的。

目前,美国Humanetics公司近乎垄断了碰撞假人70%以上的市场份额,而且价格居高不下。一个针对专门肥胖人士设计的碰撞假人,价格超过1100万。

为何碰撞假人的价格会这么贵?主要有3点原因。

1、尸体实验

国外研究人员在大量尸体解剖的基础上制造了假人,用以模拟真人受到的伤害情况,并经过鉴定后可重复使用。为了满足不同年龄段、不同性别、不同体型的碰撞试验,一个假人型号的研发周期往往需要10~15年。

2、材料复杂

假人不仅要模拟真人的外形,还要有复杂的脊柱、肋骨、内脏和合成肌肉,光这些材料的选择就十分挑剔,除此之外假人的胸腔由钢制成、肩胛骨是铝制,盆骨则采用相对脆弱的塑料,零件繁多,总体搭配下来材料的费用就高达4万多美元。

3、传感器系统

为何获取不同车速、不同车辆、不同位置在碰撞时可能对乘客带来的损害,碰撞假人身上会安装大量传感器用以采集数据,这些传感器甚至可以精确到每一个关节的损伤程度。

因此,传感器系统是碰撞假人最重要的配件,Humanetics公司的假人至少会配备60~200个传感器,其中传感器主要包括:加速度、角速度、力、弯矩和位移传感器等,这些传感器以每秒2000次的速度刷新数据,使得假人比真人更加“敏锐”,且随着传感器的需求变多,假人的价格也就越高。

但即使如此,Humanetics的假人仍然供不应求,有的型号哪怕已经订购了,也需要等上半年才能拿到。

三、我们能自己制造假人吗?

Humanetics公司的假人不但造价高,交付周期长,更重要的是其设计标准几乎都是参照“欧美人”的体格,那我们是否有可以“国产替代”的碰撞假人么?

答案是有的。

事实上在国内受到Humanetics公司“卡脖子”后,早已展开了对中国男性人体尺寸假人的研究,清华大学已研制出第一代中国男性假人。

另外有学者研究发现,在碰撞试验中,以国人体格研制的50th假人头部、颈部损伤风险明显大于Hybrid Ⅲ 50th男性假人,胸部损伤指标则较小。这说明C-NCAP评价体系中使用Hybrid Ⅲ 50th型号得到的安全指标对国人来说还有一定的差别,当然,这也并不意味着Hybrid Ⅲ 50th型号完全没有可取之处。

国内的汽车制造业起步较晚,虽然如新能源汽车等已经逐渐赶上世界脚步,但其他方面仍有很多不足。而Humanetics公司早在1970年就研发了被广泛接受的Hybrid Ⅱ型标准假人,1976年推出了Hybrid Ⅲ系列。

在近半个世纪的时间里,Humanetics公司已经研发出了各式各样的假人,范围从新生婴儿到大型成人,还提供完全集成数据采集系统的软硬件设备,综合了人体动力学、解剖学、材料力学等一系列相关知识,技术门槛相对较高,假人质量也无可睥睨。

因此,国际上仍使用Hybrid Ⅲ系列作为碰撞试验的标准,车企要想进入欧美等地的市场,就必须使用Hybrid Ⅲ系列。

四、总结

总体来说,国内研究机构对碰撞假人的研发目前来看的确吃力不讨好。因为即便研制成功了,适用范围仍然是在国内或者亚洲地区,无法向国际推广。

但即使如此,清华大学、湖南大学依然在攻克着假人的技术难关,目的只在为了让更多车企接受和使用中国人体尺寸的新型假人,建立切实可行的中国人体安全指标,保护中国驾驶员的安全,不让关键技术再被国外公司“卡脖子”。


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