首款基于中国人体特征的碰撞测试假人完成研制并投入使用

2025-12-30 11:11:32·  来源:汽车测试网  
 

2025年12月,吉利全球全域安全中心正式启用。作为目前国内能力最为集成的整车安全试验中心,该中心一次性配置了60余套测试假人,总价值超过2亿元,其中多款假人首次基于中国人体统计数据进行尺寸和参数定义。这些仿国人体型假人在身高、体重以及关键姿态特征上与长期沿用的欧美假人存在明显差异,例如整体身高更低、体重更轻,坐姿膝点高度也更贴近中国驾乘者实际分布,使被动安全系统的标定不再完全依赖欧美人体模型推算,而是直接建立在本土人群生物力学特征之上。

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在汽车被动安全开发中,碰撞假人承担着将复杂人体受力过程转化为可量化工程数据的核心角色。长期以来,国内法规与工程验证普遍采用基于欧美50百分位人体尺寸开发的混合Ⅲ代50百分位假人,其参考体型约为身高1.76米、体重78公斤,而中国50百分位男性的统计特征约为身高1.68米、体重68.6公斤。除整体尺寸外,上臂长度、骨盆位置及坐姿膝点高度等关键参数同样存在系统性差异,这意味着在同样的碰撞工况下,约束系统与人体之间的相互作用路径并不完全一致。基于中国人体特征假人获取的数据,工程师能够在安全带预紧策略、气囊点爆时序以及座椅几何布置等方面进行更有针对性的优化,从而提升对本土乘员的保护效果。

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围绕关键测试装备长期依赖进口的问题,中汽中心宁波检验中心较早启动了中国体征假人的自主研发工作。相关项目自2020年4月实施,首先在座舱空调与热舒适领域完成突破,开发了基于中国男性50百分位人体尺寸的空调假人本体,并同步构建了用于仿真分析的三维数值假人模型。实体假人采用耐高低温ABS材料,通过精密机加工和模块化装配完成,可在−25℃至75℃、5%至95%相对湿度以及复杂电磁环境下稳定工作。在此基础上,团队还开发了适用于非均匀、瞬态舱内环境的人体热感觉与热舒适性评价模型软件系统,用于支持空调系统的CFD仿真开发与性能优化,形成了从物理假人到算法模型的完整技术链条。

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相比环境舒适性测试假人,碰撞假人的研发难度更高,其不仅需要在外形上接近真人,还必须在结构和材料层面模拟脊柱、肋骨、颈椎、腰椎以及仿生皮肤和肌肉的复杂力学响应,同时集成大量高可靠性传感器以采集加速度、力、力矩、角速度和位移等关键数据。在吉利全球全域安全中心的假人试验室内,单体价值约1200万元的THOR男性假人是目前精度最高的测试工具之一,其全身布置了180余个传感器,可在毫秒级碰撞过程中完整记录人体各关键部位的受力情况,为正面碰撞和高级约束系统开发提供高分辨率数据支持。

随着座舱形态不断演进,传统直立坐姿已难以覆盖全部真实使用场景。在大倾角或半躺等新型乘坐姿态下,乘员生物力学响应与传统姿态存在显著差异,而行业内长期缺乏可用于该类场景的物理测试假人。在此背景下,吉利研发团队联合高校完成了基于中国人体参数的躺姿与大倾角乘坐姿态碰撞测试假人的自主设计、制造与验证工作。该类假人在结构设计上重点强化了脊柱与腰椎模块的仿生特性,通过多轮结构和材料迭代,使其在高载荷冲击条件下能够稳定输出与人体损伤机理高度一致的测量数据,并支持多种乘坐姿态的测试需求。

从工程体系角度看,这一系列国产假人的落地,不仅是单一测试工具的突破,更标志着国内首次构建起涵盖人体生物力学研究、参数定义、数值建模、物理假人制造及实验验证的完整闭环能力。相关技术成果已在整车安全开发中得到应用,并具备向轨道交通、航空器以及建筑内部环境安全与舒适性评估等领域拓展的潜力。通过提供实体假人、数值模型及评价软件的整套或模块化服务,中汽中心宁波检验中心也探索了更加灵活的应用模式,为行业降低使用门槛、加速技术落地提供了条件。

随着基于中国体征的测试假人体系逐步成熟,我国汽车安全研发正在从单纯满足法规要求,转向以真实人群特征为基础的精细化、场景化验证路径。在被动安全这一核心领域,相关关键装备和方法的自主化,使国内工程团队在新型座舱和乘坐姿态的安全开发中具备了更大的技术主动权,也为后续安全评价体系的持续演进奠定了工程基础。

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