Das Fraunhofer-Institut für Strömungsmechanik (Fraunhofer IVI) hat die impactEES-Methode weiterentwickelt, ein schnelles Kollisionssimulationswerkzeug, das die energieäquivalente Geschwindigkeit (EES), die Geschwindigkeitsänderung Δv, die Deformation und den Beschleunigungsverlauf für PKWs berechnet. Die ursprünglich für zweidimensionale Szenarien entwickelte Methode wurde auf eine vollständige dreidimensionale Geometrie erweitert, wobei die Berechnungszeit auf einem Standard-Laptop unter zehn Sekunden bleibt. Diese Geschwindigkeit ermöglicht groß angelegte retrospektive Analysen von realen Unfalldaten.

Eine wichtige technische Errungenschaft ist die Integration des GIDAS Post-Crash Model (PCM) in impactEES. Durch die Eingabe von Fahrzeugdefinition, Kollisionsposition und Aufprallgeschwindigkeit aus dem GIDAS PCM kann die Simulation ein mehrachsiges Beschleunigungsprofil für das gesamte Fahrzeug erstellen. Die etablierten Beziehungen zwischen den Beschleunigungen auf Fahrzeugebene und den Reaktionen des Dummys ermöglichen es, die prognostizierten Beschleunigungen mit Hilfe validierter Bewertungsmethoden für Crash-Dummys in Schätzungen des Verletzungsrisikos umzuwandeln. Das Projekt schließt somit den Kreislauf von den Rohdaten zu den Verletzungsvorhersagen für alle von GIDAS aufgezeichneten Unfälle.

Der impactEES-Algorithmus wurde durch eine detaillierte Untersuchung der induzierten Deformationsmuster verfeinert. Die Analyse zahlreicher Crashtests ergab, dass sich seitlich induzierte Verformungen zwischen der Front, der A-Säule, der B-Säule, der C-Säule und den hinteren Strukturen ausbreiten, während front- oder heckseitige induzierte Verformungen nur zwischen den Längsträgern auftreten. Diese Regelmäßigkeiten wurden in einem skalierbaren, automatisierten Algorithmus kodiert, der die anfängliche Kontaktseite identifiziert, direkt deformierte Voxel abgrenzt und lineare Übergangszonen zwischen direkter und induzierter Deformation konstruiert. Das daraus resultierende Modell reduziert das nichtlineare Verhalten auf eine lineare Annäherung und verbessert so die Berechnungseffizienz ohne Einbußen bei der Genauigkeit.

Es wurden dreidimensionale Simulationen für eine Vielzahl von Testkonfigurationen durchgeführt, darunter Volkswagen Euro NCAP Stufen, IHS Small Overlap, JNCAP Small Overlap, RCAR 10° 40% Overlap und verschiedene frontale Pfosten- und Wandaufpralle. Für jedes Szenario wurden mit impactEES Beschleunigungsimpulse, EES-Werte und Δv-Verteilungen erzeugt. Statistische Deskriptoren wie das 90. Perzentil, der Median, das 75. Perzentil und die maximalen Beschleunigungsimpulse wurden extrahiert, um ein umfassendes Bild der dynamischen Reaktion zu erhalten. Die Vorhersagen der Methode wurden mit physikalischen Crashtestdaten verglichen, was ihre Gültigkeit bei verschiedenen Aufprallgeometrien bestätigte.

Der Erfolg des Projekts wurde durch die Zusammenarbeit untermauert. Das Fraunhofer IVI leitete die technische Entwicklung und Validierung, während die ADAC Stiftung die Finanzierung und den Zugang zur GIDAS PCM-Datenbank zur Verfügung stellte. Der ADAC stellte außerdem reale Unfalldaten für die retrospektive Analyse zur Verfügung. Die Partnerschaft mit GIDAS PCM stellte sicher, dass die Fahrzeug- und Kollisionsparameter genau dargestellt wurden. Interessenvertreter aus der Automobilindustrie, insbesondere Volkswagen, steuerten Testdaten bei und halfen bei der Interpretation der Simulationsergebnisse im Rahmen der Sicherheitszertifizierungsprozesse.

Während des gesamten Projekts konzentrierte sich das Team darauf, ein Werkzeug zu liefern, das Geschwindigkeit und Genauigkeit in Einklang bringt. Die impactEES-Erweiterung auf 3D, gekoppelt mit dem automatischen Deformationsalgorithmus und der Integration mit GIDAS PCM, bietet eine praktische Lösung für Sicherheitsingenieure, um Fahrerassistenzsysteme zu bewerten und neue Kollisionsszenarien für Crashtestprogramme vorzuschlagen. Das resultierende Rahmenwerk ermöglicht die systematische Bewertung des Verletzungsrisikos über ein breites Spektrum von realen Unfällen und unterstützt so die kontinuierliche Verbesserung der Fahrzeugsicherheit.