德国奔驰假人

在汽车安全发展的百年历程中，碰撞测试假人扮演着不可替代的“沉默测试员”角色，作为汽车工业的标杆，德国奔驰（Mercedes-Benz）不仅在整车安全技术上持续突破，其在假人研发与应用领域的投入同样深刻影响着行业安全标准的演进，从早期的简单模型到如今高度仿真的生物力学假人，奔驰假人的迭代史，既是汽车安全理念从“被动防护”到“主动预判”的缩影,也是人类对生命安全不懈追求的见证。

奔驰假人的起源与早期探索

汽车安全测试的假人雏形可追溯至20世纪40-50年代，彼时奔驰已开始意识到，仅凭整车碰撞后的损毁程度无法准确评估乘员伤害，1959年，奔驰工程师与德国汽车俱乐部（ADAC）合作，开发了首款用于正面碰撞测试的假人，被称为“VIP”（Versuchspuppe für Inschutzsysteme，意为“防护系统测试假人”），这款假人身高约175cm，体重78kg，采用金属骨架和橡胶外壳，内部仅安装了简单的加速度传感器，能够粗略测量头部和胸部的碰撞力，尽管数据精度有限，但它首次将“人体伤害量化”理念引入汽车安全测试,为后续假人研发奠定了基础。

1970年代，随着欧洲新车评鉴协会（Euro NCAP）的成立和碰撞测试标准的规范化，奔驰转向与专业假人制造商合作，引入了基于Hybrid III系列的第三代假人，这一代假人增加了更多生物仿真关节（如颈部、腰椎的球铰链结构），传感器数量提升至10个左右，可测量头部、胸部、大腿等关键部位的加速度和受力，1980年代，奔驰在E级车型碰撞测试中首次使用Hybrid III假人系统，通过数据对比发现，优化安全带预紧器和气囊起爆时机可将胸部伤害降低30%,这一成果直接推动了三点式安全带的普及。

技术迭代：从“标准假人”到“生物力学仿真假人”

进入21世纪，奔驰假人研发的核心目标从“满足标准测试”转向“精准模拟人体真实伤害”，2010年，奔驰与瑞典假人制造商Autoliv联合开发了“THOR假人”（Test device for Human Occupant Restraint，人体约束测试假人），这一被行业称为“第五代假人”的技术，标志着汽车安全测试进入“生物力学高度仿真”时代。

与传统的Hybrid III假人相比，THOR假人在人体结构模拟上实现了三大突破：一是骨骼与肌肉系统的精细化，其脊柱由24节独立椎骨组成，每节椎骨间都装有微型压力传感器，可真实模拟碰撞中颈椎的弯曲和伸展角度；二是内部传感器的全面升级，全身传感器数量从Hybrid III的12个增加至约80个，新增了胸腔肋骨变形传感器、腹部压力传感器以及腿部膝关节剪切力传感器，能够捕捉到此前无法测量的“低伤害但高频率”的损伤（如肋骨骨折、内脏震荡）；三是人体尺寸的多样性，THOR假人开发了不同体型版本（包括女性、儿童及肥胖体型），其中女性假人基于全球女性人体数据库设计，其胸腔和骨盆尺寸更贴近真实女性，解决了传统假人“男性标准主导”的安全设计偏差。

以奔驰最新的“THOR 50th”假人为例，其面部皮肤采用硅胶与纤维复合材料制成，可模拟人体皮肤的拉伸和撕裂特性；眼球内置微型加速度计，可测试眼部碰撞伤害；甚至手指关节都装有扭矩传感器，用于评估碰撞中手部与内饰的二次伤害，在2023年进行的EQS电动车正面碰撞测试中，THOR 50th假人记录到的头部HIC（头部伤害指数）为680，远低于1000的安全阈值，胸部压缩量为22mm，低于50mm的极限值,这些数据直接验证了车身前溃缩区与电池包防护结构的协同有效性。

应用场景：从实验室到真实世界的全链条验证

奔驰假人的应用贯穿于车型研发的全生命周期，涵盖概念设计、工程验证、生产认证及售后优化四大阶段，在概念设计阶段，工程师会通过假人进行“虚拟碰撞”仿真，利用计算机辅助工程（CAE）模型模拟不同碰撞角度（如正面25%偏置碰撞、侧面柱碰撞）下假人身体的受力分布，据此调整车身结构吸能曲线；在工程验证阶段，需进行至少100次实车碰撞测试，涵盖不同假人配置（如前排成人假人+后排儿童假人、安全带未系假人等），确保在各种极端场景下乘员安全；生产认证阶段，每款新车需通过Euro NCAP、C-NCAP等第三方机构的碰撞测试，假人数据是评分的核心依据；售后阶段，则通过收集真实事故中的假人测试数据（如奔驰事故研究数据库中的超过10万起事故数据）,持续优化现有车型的安全配置。

值得一提的是，奔驰还开创了“小重叠碰撞测试”的假人应用标准，这一模拟车辆与电线杆、树木等窄物体碰撞的极端场景，对假人胸部和腿部的保护提出了更高要求，在2022年C-NCAP测试中，奔驰C级车型以18.2分（总分20分）的小重叠碰撞成绩刷新纪录，其关键创新在于通过假人测试数据，优化了前纵梁的“分段溃缩”结构——在碰撞初期，纵梁前段铝合金材料以可控方式变形吸收能量，后段高强度钢则防止乘员舱侵入，配合THOR假人反馈的腿部受力数据，开发了可溃缩的踏板支架，使小腿伤害值降低40%。

未来趋势：虚拟假人与个性化安全

随着人工智能和数字孪生技术的发展，奔驰假人正朝着“虚实结合”的方向演进，2024年，奔驰宣布与达索系统合作开发“数字假人”项目，通过CT扫描真实人体数据，构建包含骨骼、肌肉、血管的毫米级三维模型，结合AI算法模拟不同年龄、健康状况人群的碰撞响应，针对老年乘员，数字假人可模拟骨质疏松导致的骨骼脆性增加，优化安全气囊的起爆压力；针对儿童，则可动态调整座椅角度和安全带预紧力,减少颈椎伤害。

奔驰也在推进“个性化安全”系统，通过车内摄像头和传感器实时监测乘员体型、坐姿，结合预设的假人数据库，自动调整安全气囊起爆时机、侧气帘展开面积等参数，当系统检测到副驾为身材矮小的女性时，会调用THOR女性假人的伤害数据模型，将气囊起爆速度降低15%，避免面部过度冲击，这种“千人千面”的安全策略，让假人数据从“实验室标准”真正走向“真实场景适配”。

不同世代奔驰假人技术参数对比

参数	Hybrid III（1990s）	THOR（2010s）	THOR 50th（2020s）
身高/体重	175cm/78kg	178cm/80kg	175cm/78kg（可调）
传感器数量	12个	50个	80个
脊椎模拟	3节简化椎骨	24节独立椎骨	24节+微型压力传感器
胸腔结构	塑料肋板	金属肋骨+橡胶软骨	钛合金肋骨+硅胶模拟肌肉
关节自由度	6个（颈部、腰部）	12个（新增肩、肘关节）	18个（增加腕、踝关节）
数据采样频率	1kHz	10kHz	20kHz
适用测试场景	正面、侧面碰撞	全方向碰撞+翻滚	极端碰撞+个性化安全验证

相关问答FAQs

Q1：为什么碰撞测试假人要区分男性、女性和儿童体型？
A：不同人群的生物力学特性存在显著差异，女性的胸腔较窄、骨盆较宽，颈部肌肉力量弱于男性，在相同碰撞条件下，女性颈椎受伤风险比男性高30%；而儿童骨骼发育不完全，头部占比大（3岁儿童头部占身体比例18%，成人仅6%），颈椎更易受伤，奔驰通过开发不同体型假人，可精准捕捉各人群的脆弱点，避免“以男性标准设计”导致的安全盲区，针对女性假人的胸部传感器数据，奔驰优化了S级车型的安全带限力器，使女性乘员胸部压缩量降低25%。

Q2：奔驰假人测试数据如何转化为实际车型的安全配置？
A：假人测试数据是汽车安全设计的“量化依据”，以奔驰最新的E级车型为例：通过THOR 50th假人进行正面碰撞测试，采集头部、胸部、腿部的伤害值；工程师将数据与“人体伤害容忍度阈值”（如头部HIC≤1000、胸部压缩量≤50mm）对比，识别出胸部伤害超标的问题；通过CAE仿真调整安全气囊的织物厚度、气体发生器充气速率，并优化仪表板下方的溃缩吸能结构；进行多轮迭代测试，直至假人所有指标达标后，再将这些参数转化为生产线的工艺标准（如焊接强度、材料屈服极限），这一过程确保了安全配置从“数据”到“产品”的精准落地。