中國汽車技術(shù)研究中心有限公司中央研究院副院長劉志新:汽車碰撞假人關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用
2025 年 5月16-18日,以“智啟中國知產(chǎn)新紀(jì)元,開創(chuàng)全球汽車新格局”為主題的2025中國汽車知識產(chǎn)權(quán)年會在湖北省武漢市成功舉辦。大會期間,中國汽車技術(shù)研究中心有限公司中央研究院副院長劉志新在汽車生態(tài)創(chuàng)新成果對接會發(fā)表了精彩演講。
以下為演講實錄:
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家,大家下午好,今天非常榮幸能夠給大家介紹中汽中心第一個科技重大專項碰撞假人的項目。項目主要從以下三方面介紹,首先談一下項目為什么要做,第二是項目做到什么程度,第三個是下一步的計劃。
中國的道路交通事故非常嚴(yán)峻,主要的特點有三個,事故多、車多、死傷亡人數(shù)多。而汽車安全是保障公共安全最主要的技術(shù)手段。因為安全對于汽車來說是一切性能的前提,就好比人的健康對于人的重要性一樣。很多人在提安全是汽車最大的豪華,也是因為人民生命健康是科技創(chuàng)新四個面向中的重要方向。我們作為汽車安全最重要的測試儀器設(shè)備研發(fā)機構(gòu),是研究汽車安全的重要基礎(chǔ)。然而現(xiàn)在汽車安全的監(jiān)測設(shè)備長期依賴進口,作為汽車安全監(jiān)測設(shè)備最關(guān)鍵的碰撞假人是汽車安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。我們所有安全是以保護人為主的,碰撞假人是代替人來實施設(shè)計的基礎(chǔ),也是汽車安全性能檢測或者評價的核心裝備,所以說碰撞假人很重要。
目前來說,從國家科技強國必由之路來講,我們?nèi)绾未蚝每萍純x器設(shè)備的攻堅戰(zhàn)也是國家戰(zhàn)略。碰撞假人的自主研發(fā)很切合國家的重大戰(zhàn)略需求。碰撞假人又是汽車安全和國家強制性技術(shù)安全體系的核心裝備,當(dāng)前面臨兩個問題:
一是卡脖子,技術(shù)壟斷。全部由美國和國外其他國家壟斷,包括美國掌控著行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致價格極其昂貴,最便宜的上百萬,貴的上千萬以上。加上地緣政治的風(fēng)險越來越大,斷供的風(fēng)險也越來越大。除了汽車領(lǐng)域,國防軍工的意義更為重要,面臨的形勢比汽車還要嚴(yán)峻。國防軍工沒有標(biāo)準(zhǔn)可依、沒有設(shè)備可買,一旦斷供汽車安全產(chǎn)業(yè)鏈將受到嚴(yán)重的影響。
二是技術(shù)的局限性。碰撞假人是汽車的核心,我們現(xiàn)在用的是歐美假人,也就是用歐美的假人能否代表中國的汽車安全,其實是不可以的。中國人和歐美人的差異性比較大,時間關(guān)系不多介紹。因此,我們中國汽車碰撞假人的自主化開發(fā)刻不容緩。
為什么會壟斷呢?還是研發(fā)的難度比較大,體現(xiàn)在三方面:一是性能要求高,要滿足人機、結(jié)構(gòu)仿生、形態(tài)符合、損傷關(guān)聯(lián)、材料等效性、響應(yīng)可測性等。二是學(xué)科交叉強,涉及機械工程、控制等多學(xué)科多領(lǐng)域的交叉。三是裝備制造難,從零部件的數(shù)量、仿生材料的種類到成型工藝的種類等等。從國內(nèi)來講,急需形成從核心技術(shù)到關(guān)鍵裝備、檢驗監(jiān)測等自主可控的技術(shù)產(chǎn)品體系。
在這樣的大背景下,工信部開始到國標(biāo)委,委托中汽中心從關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究,再到如何定義中國假人,都做了相應(yīng)的部署,重點在如何攻關(guān)汽車安全領(lǐng)域的卡脖子技術(shù)以及中國化的安全標(biāo)準(zhǔn)。
我們的研究思路分兩步走,國產(chǎn)替代和中國特色。國產(chǎn)替代,要強對標(biāo)美國的產(chǎn)品。中國特色,具備碰撞假人研究基礎(chǔ)上,我們增加中國的特色,研發(fā)出中國的假人。主要從四個流程,參數(shù)輸入、樣機開發(fā)、測試驗證再到示范應(yīng)用。經(jīng)過了七年攻關(guān),我們研發(fā)出了從正面碰撞到側(cè)面碰撞,汽車用、航空用以及符合中國體征的假人。
前期除了解決產(chǎn)品的問題,如何形成自己的核心知識產(chǎn)權(quán),也是未來直面競爭的重要手段,我們總共申請了百余項發(fā)明專利,目前已經(jīng)授權(quán)了80項,對標(biāo)的對象主要是美國,所以美國的發(fā)明專利有17項。此外,我們也獲得了從汽車技術(shù)發(fā)明獎到科技進步獎,實際上獲得了汽車、機械以及儀器儀表三個領(lǐng)域的認可。目前中汽中心形成了上述“五位一體”自主可控的技術(shù)體系,從關(guān)鍵技術(shù)上得到了行業(yè)權(quán)威專家的認可,也是關(guān)鍵技術(shù)得到了三大領(lǐng)域的高度認可。
測試驗證,是看看我們做的假人性能到底怎么樣的重要手段。從美國的標(biāo)準(zhǔn)來講我們只需要做第二部分動態(tài)標(biāo)定,如果通過了12種工況就可以用于國際上的碰撞試驗。正是因為我們在強對標(biāo),我們把這個流程往前延展和往后拓展,從靜態(tài)測量獲得動態(tài)標(biāo)定,有了動態(tài)標(biāo)定再往下延伸滑臺測試是為了測試耐撞性,然后再進行實車測試。經(jīng)過四個流程全方位上千次實車的驗證,表明國產(chǎn)假人的性能已經(jīng)達到了國外產(chǎn)品的同等水平,甚至有些地方更優(yōu)先。我們經(jīng)過了四輪迭代,可以看到肌膚質(zhì)性全部滿足要求,驗證判斷假人能不能用就靠這些標(biāo)準(zhǔn),我們也做了五百余次部件的測試,最后的結(jié)果是比較好的。
這是滑臺測試,相當(dāng)于是模擬或者簡化的實車測試,我們充分利用中汽中心龐大的試驗資源,不同種國家標(biāo)準(zhǔn)、不同種碰撞工況做測試。左邊是我們自己做的,前面是國外對標(biāo),運動姿態(tài)一致性,還有損傷特性,跟國外產(chǎn)品高度吻合。這里做了實車測試,可以看到不同形式的實驗,都驗證了我們的碰撞假人,耐撞性很好。
最后用在實車測試,從實車測試可以看到傷害性能的指標(biāo),已經(jīng)非常接近了。從2022年開始,我們中心研發(fā)的假人已經(jīng)應(yīng)用于法規(guī)的碰撞試驗,這是非常難得的。從目前的轉(zhuǎn)化應(yīng)用上,碰撞假人產(chǎn)品獲得了行業(yè)的認可,在5家國家級汽車檢測中心、10余家汽車及零部件企業(yè)應(yīng)用。此外拓展應(yīng)用航空航天和軌道交通等領(lǐng)域,法規(guī)實驗已經(jīng)做了一千多次,產(chǎn)品獲得了行業(yè)的認可。此外碰撞假人獲得了工信部、國資委2024年重點產(chǎn)品方向,汽車安全方面只有我們中心一家。進入《天津市首臺(套)重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄》,同時推動國家六項標(biāo)準(zhǔn)立項。
下一步將繼續(xù)圍繞著國產(chǎn)替代到中國特色,我們要利用好國家級示范應(yīng)用平臺,把一條龍的應(yīng)用示范機構(gòu)從國產(chǎn)替代推向產(chǎn)業(yè)共同應(yīng)用,尤其是拓展碰撞假人國產(chǎn)替代的廣度和深度。中國假人,希望打造共同研發(fā)、共同驗證、共同示范、共同立標(biāo)的協(xié)同攻關(guān)模式。為了推動中國假人標(biāo)準(zhǔn)的制定,也是為了最終中國汽車安全一定要能夠保護中國人。
最后希望通過國產(chǎn)替代走中國特色道路,能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞假人在推廣中國標(biāo)準(zhǔn)、暢想中國裝備上貢獻自己的力量。
我就介紹到這里,謝謝大家。
(以上內(nèi)容來源于嘉賓現(xiàn)場演講速記)
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