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项目名称 技术分类 单位信息 第一发明人 专利情况 项目简介 发明创新点 产业化及市场应用

项目名称:汽车碰撞安全关键测试技术与系统

  • 中国汽车技术研究中心有限公司
  • 天津市东丽区先锋东路68号
  • 300300
  • 刘志新
  • 13652142823
  • https://www.catarc.

第一发明人

姓名 刘志新 电话 84379577 电子邮件 liuzhixin@catarc.ac.cn
区号 022 邮编 300300 通信地址 天津市东丽区先锋东路68号

其他发明人

刘伟东 王 凯 刘 海 武永强 郝天一 张寒晓 段炳旭 范正奇

专利情况

专利类型 专利状态
申请号 授权日期 授权专利号
CN201910627868.7 2020-12-25 ZL201910627868.7
CN201610292924.2 2018-03-30 ZL201610292924.2
CN202211058726.1 2022-11-25 ZL202211058726.1
(日本)JP2019160297 2020-08-04 JP6744970B1
(美国)US17818391 2023-01-03 US11544856B1
参展目的

项目简介

一、项目背景 本项目属车辆工程学科汽车安全测试领域。汽车安全是政府、社会和汽车行业共同关注的焦点话题。制约我国汽车安全技术发展的主要问题有二:一是汽车碰撞试验装备被国外技术垄断且价格极其昂贵,导致我们缺乏碰撞试验研究手段;二是我国安全技术标准照搬国外的模式暴露出的汽车安全关键测试技术缺乏以及技术要求与我国实际情况不符的问题。 本项目以碰撞试验装备、试验技术以及安全标准体系为主线,通过碰撞试验设备开发,形成了实车碰撞试验关键成套装备自主开发能力,突破了国外技术垄断,解决了重大测试手段问题;通过汽车碰撞关键测试技术研究,解决了产品研发面临的测试方法与工具问题;通过碰撞安全标准体系研究,支撑并完善了相关国家标准与中国新车评价规程C-NCAP的制修订,解决了符合国情的碰撞试验评价标准问题。 本项目开展不仅为车辆碰撞性能开发提供了设计输入与评价依据,也为乘员保护技术研发提供了一种重要的开发试验手段和设计解决手段。它将成为带动涵盖"整车安全-汽车零部件安全-零件材料"汽车上下游产业链安全性能开发的技术辐射工具,最终引导车企开发更安全的汽车,减少交通事故中人员的伤害,进而促进汽车行业的技术进步,具有重要的科学价值和意义。 二、项目的优势 1)针对常规台车试验只能模拟汽车在碰撞中的车体加速度,而无法复现车身变形量的问题,本项目提出了一种侧面柱碰撞台车试验方法及其参数提取方法,克服了现有台车碰撞技术无法同时复现车身加速度和侵入量的难题,攻克了侧面柱碰撞台车试验精度低、适应性差的问题,实现了高精度复现汽车侧面柱碰撞的台车试验方法,解决了汽车安全开发共性测试问题。 2)针对现有碰撞试验技术无法追踪全碰撞过程中H点运动轨迹的问题,本项目提出了基于摄像分析的碰撞试验中假人H点位移的测量方法,克服现有技术只能实现静态测量的问题,解决对H点专用装置的依赖性,实现假人运动轨迹动态精确测量。 3)为促进汽车安全技术高质量发展,结合我国道路交通事故及车辆特征问题,本项目从高于国家标准的层面推动符合国情的汽车安全评价体系——中国新车评价规程C-NCAP的建立。 三、评价 本项目开发的侧面柱碰撞台车试验方法技术指标达到国际先进水平;提出的基于摄像分析的碰撞试验中假人H点位移测量方法解决了无法进行运动轨迹动态测量的难题;项目成果支撑4项国家标准制修订,获授权发明专利9项。成果鉴定综合评价该项目为国际先进水平。成果应用于12家企业,近三年来累计为企业新增利润47706.96万元,节支29401.41万元。

发明创新点

1)在侧面柱碰撞中,车门受碰撞挤压,侵入乘员舱,乘员伤害由加速度和侵入量双重因素造成,因此侧面柱碰撞台车试验必须同时模拟车体加速度及车身变形量。但常规台车试验只能模拟汽车在碰撞中的车体加速度,而无法复现车身变形量。本项目通过发明专利“一种侧面柱碰撞台车试验方法及其参数提取方法(ZL201910627868.7)”,根据速度变化量,变形吸收内能和恢复系数,能够复现侧柱碰中的变形过程及车门侵入速度,克服了现有台车碰撞技术无法同时复现车身加速度和侵入量的难题,实现了高精度复现汽车侧面柱碰撞的台车试验方法。 2)在汽车碰撞试验中,假人H点的运动轨迹是一个重要的评价指标。现有H点测量方法存在影响假人运动姿态,降低H点轨迹的追踪精度,无法追踪全碰撞过程中的H点运动轨迹等问题。本项目通过发明专利“一种基于摄像分析的碰撞试验中假人H点位移的测量方法(ZL201610292924.2)”,设计开发了一种基于摄像分析的测量方法,克服了现有测量技术中对H点专用装置的依赖性,并解决了干涉假人运动姿态、易弯折、易脱离、易遮挡等诸多问题,能够获得准确测量结果。 3)现有碰撞试验系统控制的试验碰撞小车只完成了加速和稳速就发生碰撞,没有减速阶段,不能很好地模拟实际的碰撞事故,从而影响对汽车安全性的评价。本项目通过发明专利“汽车碰撞试验控制方法、系统、设备和存储介质(CN202211058726.1)”,提供了一种汽车碰撞试验控制方法,可以控制碰撞小车在碰撞前,在牵引跑道上完成加速、高速匀速、减速以及低速匀速的运动过程,有利于提高碰撞试验的仿真程度,为评价汽车的安全性提供试验基础。 4)在汽车碰撞试验中,一般使用动力牵引机构把车辆加速到碰撞试验所要求的速度,无法保证测速激光器发射的激光束完全垂直于车辆的行驶方向,由此容易产生测速误差。本项目通过日本专利“JP2019160297”,提出一种双射式激光测速装置及方法,实现激光束完全垂直于车辆的行驶方向,能够有效提高速度测量精度,并且不受车辆的行驶方向影响,可以对车辆进行车辆跑道正反行驶方向的速度测量。 5)汽车碰撞假人不同部位的运动响应轨迹是评价其生物仿真度的重要评价指标,也是进行汽车安全性能测试的主要评价依据,然而目前尚未有相关技术可以对假人任意部位的运动响应轨迹进行直接且较准确的测量。本项目通过美国专利“US17/818,391”,提供了一种碰撞测试中假人运动响应的测量方法,实现了在进行碰撞测试时对假人任意部位的运动响应进行较准确测量的目的。

产业化及市场应用效益情况

一、产业化情况 1)项目研究成果在中汽中心碰撞试验室得到应用后,还以碰撞试验室建设交钥匙工程的形式应用于上海东方久乐安全气囊有限公司、北京市产品质量监督检验院以及宁波汽车零部件检测中心等单位的碰撞试验室建设。其技术状态及关键设备性能指标达到国内一流汽车碰撞试验室能力和水平。 2)项目研究成果支撑了相关4项国家标准的制修订,并直接应用于C-NCAP技术规程,促进了侧面碰撞以及追尾碰撞乘员保护技术的进步。项目形成的关键技术直接应用于整车企业的产品开发目前项目成果直接应用于10余家汽车企业,为其车辆碰撞性能开发提供了设计输入与评价依据,主要应用于车身强度、乘员约束系统性能开发、ECU点爆工况等研发试验过程。 3)项目的技术扩散推广效果好,诸如北京产品质量检验院为跨行业的产品检测发挥作用,主机厂对零部件供应商提出技术要求以及气囊、座椅公司为主机厂提供配套技术服务等,从而产生汽车乃至机械行业的上下游企业的带动效果。 二、市场应用效益 近三年经济效益如下: 2019年新增利润14293.33万元,新增税收18304.24万元,节支总额8243.43万元; 2020年新增利润16032.39万元,新增税收20757.32万元,节支总额9898.62万元; 2021年新增利润17381.24万元,新增税收24503.38万元,节支总额11259.36万元; 1)新增利润方面:由于本项目成果支持的12家企业包括整车企业,零部件企业及检测机构,完成共计100余款产品的开发,由于产品的技术水平提高,使得其技术附加值提高,促进了企业产品的销售,由此三年来累计新增利润47706.96万元; 2)节支总额方面:通过模拟碰撞台车试验取代实车碰撞试验,从而减少了产品设计中过度冗余量,使得平均每次开发试验减少产品成本约4万元,每款产品大约需要40次左右试验,100余款产品三年来累计节支24106.41万元。 3)另外检测机构及零部件企业采用本项目研究成果的牵引系统,使得平均牵引系统投入费用减少了1765万元,共设计并投入实用3个实车碰撞试验跑道,三年来累计节支5295万元。

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