侧面碰撞中B柱侵入量的安全测试指标与限值

B柱是车身侧面结构的“脊梁”，连接车顶边梁与地板纵梁，在侧面碰撞中直接承受外部冲击，其向乘员舱内的侵入量（即最大位移）是衡量侧面安全的核心指标——侵入量越大，乘员胸部、腹部等致命部位受挤压的风险越高，甚至可能因生存空间不足导致致命伤害。本文聚焦侧面碰撞中B柱侵入量的安全测试指标与限值，从定义、标准体系、指标逻辑到测试方法，系统解析这一关键参数的专业细节，为理解车身侧面安全设计提供实操参考。

B柱侵入量的定义与测量维度

B柱侵入量指侧面碰撞过程中，B柱内板向乘员舱方向移动的最大距离，测量需明确两个核心要素：位置与维度。位置上，行业普遍选择B柱中部——对应50百分位男性假人胸腔的高度（通常为车辆H点以上600mm处），这一区域是乘员胸部、腹部的关键防护区，也是侧面碰撞中B柱变形的集中部位。维度上，侵入量分为横向（垂直于车身侧面）与纵向（沿车身前后），但主流标准更关注横向侵入量，因它直接压缩乘员生存空间。

例如，C-NCAP测试中，横向侵入量需用线性位移传感器（LVDT）固定在B柱内板，另一端连接车身固定结构（如地板纵梁），传感器记录的位移曲线峰值即为最大侵入量。纵向侵入量虽影响较小，但IIHS等标准会同步测量，以评估B柱扭转变形情况。

需注意，侵入量的“最大位移”是碰撞过程中的最高点——比如碰撞后0.05秒至0.15秒内，B柱先快速侵入再略有回退，测试取这一过程的最大值，而非碰撞结束时的最终位置。

侧面碰撞测试的标准体系与基础条件

全球主流侧面碰撞标准包括C-NCAP、E-NCAP、IIHS与FMVSS 214，其碰撞条件差异直接影响B柱侵入量的限值设定。C-NCAP 2021版采用1400kg移动变形壁障（MDB），碰撞速度50km/h，碰撞点对准驾驶员侧B柱；IIHS的MDB质量更重（1500kg），速度同样50km/h，意味着B柱需承受更大冲击力，限值更严格。

测试对车辆状态也有要求：需保持量产状态，车门未锁止（模拟真实碰撞中自动解锁场景），座椅调整至设计位置，确保条件与实际使用一致。例如，若车门锁止，B柱受力会更集中，侵入量可能偏大，因此未锁止是标准的默认要求。

B柱侵入量指标的安全逻辑：从伤害关联到限值设定

B柱侵入量的限值基于“侵入量-伤害”的量化关联。国际安全组织研究显示：侵入量≤100mm时，50百分位男性假人的胸部伤害值（TTI）≤70，属轻度伤害（无肋骨骨折）；100-125mm时，TTI升至80-90，存在轻度肋骨骨折风险；超过125mm，TTI易超90，可能导致内脏挫伤；突破150mm，TTI大概率超100，意味着重度伤害甚至死亡。

这一关联是标准制定的核心依据。比如E-NCAP五星要求侵入量≤100mm，正是为将乘员胸部伤害控制在轻度范围；C-NCAP 2021版四星设定为≤125mm，是平衡安全与成本的结果——若要求所有车型达≤100mm，部分经济型车可能因成本限制无法实现。

主流测试标准中的B柱侵入量限值对比

不同地区标准因碰撞条件与安全目标不同，限值要求略有差异：

1、C-NCAP 2021版：1400kg MDB、50km/h碰撞，五星≤100mm，四星≤125mm，三星≤150mm；超150mm直接评二星及以下。

2、E-NCAP：碰撞条件与C-NCAP一致，但要求更严——五星≤100mm，四星≤120mm，三星≤140mm，超140mm无法获三星以上评价。

3、IIHS：1500kg MDB、50km/h碰撞，“良好（Good）”≤100mm，“可接受”≤125mm，“边缘”≤150mm，“不合格”超150mm；且“良好”还要求侵入量曲线平滑，无突然峰值（避免B柱断裂）。

4、FMVSS 214（美国）：限值较宽松（≤175mm），因此多数美国车型主动按IIHS“良好”标准设计，提升市场竞争力。

影响B柱侵入量的关键设计因素

B柱侵入量取决于车身结构设计，核心因素包括：

1、材料强度：B柱主体多采用高强度钢（HSLA）或热成型钢（PHS），热成型钢抗拉强度达1500MPa以上（普通钢的3-4倍）。比如某合资轿车B柱用“热成型钢+高强度钢”双层结构，热成型钢占比60%，侵入量可控制在85mm内，满足E-NCAP五星要求。

2、截面设计：闭合截面（如箱型、帽型）刚度远高于开放截面，箱型截面因四面受力均匀，抗冲击性更优。某国产SUV B柱用“箱型+加强筋”设计，截面厚度3mm，横向抗弯刚度较传统帽型提升40%。

3、加强件设计：B柱内板的加强筋、补丁板可提升局部刚度。比如在B柱中部加1.5mm厚热成型钢补丁板，抗变形能力提升25%，有效降低侵入量。

4、连接强度：B柱与车身的连接方式（激光焊接vs点焊）影响侵入量。激光焊接焊缝强度是点焊的2-3倍，可避免碰撞中B柱与车身分离。某豪华品牌B柱与车顶边梁用激光焊接，焊缝长1.2m，碰撞中B柱变形仅集中在中部，侵入量控制在70mm内。

B柱侵入量的测试方法与数据可靠性

准确测量需严格遵循流程：

1、传感器安装：选择B柱内板对应假人胸腔位置（H点以上600mm），用耐高温胶水固定LVDT传感器，活动端连接车身固定结构，确保传感器与B柱运动方向一致（横向）。

2、预测试校准：正式碰撞前用液压机模拟冲击，校准传感器零点与灵敏度，若预测试位移偏差超2mm，需重新调整安装位置。

3、数据处理：碰撞中数据采集系统（DAQ）以1000Hz频率记录信号，通过低通滤波去除噪声，提取位移曲线峰值作为侵入量。

4、重复性验证：需进行3次重复测试，取平均值；若3次差异超5mm，需检查台车定位、传感器安装等环节，排除人为误差。

B柱侵入量与乘员伤害的关联验证

B柱侵入量的限值能成为安全指标，是因它与乘员伤害有明确因果关系，需通过假人试验验证：

C-NCAP测试用SID-IIs侧面假人，胸部内置加速度与肋骨变形传感器。当侵入量≤100mm时，假人胸部加速度≤30g，肋骨变形≤25mm，TTI≤70，属轻度伤害；侵入量125mm时，加速度升至40g，肋骨变形35mm，TTI约85，属中度伤害（需住院）；超150mm时，加速度超50g，肋骨变形50mm，TTI超100，意味着重度伤害甚至死亡。

比如某国产轿车侵入量110mm，假人胸部加速度38g，肋骨变形32mm，TTI82，符合C-NCAP四星；另一经济型车侵入量160mm，加速度55g，肋骨变形55mm，TTI110，直接评二星。

测试中常见的误差来源与修正方法

测试中可能出现误差，需针对性修正：

1、传感器安装误差：若传感器未贴合B柱内板（如胶水未干松动），会导致数据漂移（实际100mm，记录110mm）。修正方法：安装后用胶带辅助固定，预测试检查信号，若漂移重新安装。

2、台车定位误差：若台车碰撞点偏离B柱中心（如偏左50mm），会导致B柱受力不均，侵入量偏大（实际100mm，测试115mm）。修正方法：用激光定位系统校准台车位置，确保偏差≤10mm。

3、材料批次差异：若热成型钢强度因批次波动（如某批次1400MPa，另一批次1300MPa），会导致侵入量差异（如10mm）。修正方法：生产中控制材料公差（强度波动≤5%），测试前抽样检测材料强度。

4、假人位置误差：若假人H点调整不准确（偏前/后），会导致测量点与胸腔位置不对应。修正方法：用H点测量仪准确定位假人，确保偏差≤5mm。