电动汽车高压线束安全挑战：失效模式试验与高精度仿真分析揭秘
随着电动汽车保有量的逐年攀升，其安全性问题日益受到关注。特别是在碰撞事故中，高压线束的破损或断裂可能导致严重的电安全风险，包括短路、起火和爆炸等，对乘员安全构成重大威胁。为此，科研人员针对高压线束的力学特性及建模方法展开了深入研究。
高压线束作为连接电动汽车关键部件的重要纽带，在碰撞过程中可能出现多种失效形式，如外部绝缘层破损导致导体裸露、绝缘层破损伴随导体部分断裂，以及高压线束整体断裂。这些失效形式直接影响车辆在碰撞中的电安全性能。
为了准确评估高压线束在碰撞中的力学响应，科研人员设计了三种力学性能测试方案，包括交叉挤压、棱边挤压和剪切测试。这些方案通过动态伺服试验系统实施，该系统具备高精度加载和输出能力，可根据测试需求更换不同压头，以实现多种工况的测试。
在试验过程中，科研人员选取某车型的高压线束作为试件，进行了多次重复测试以验证测试方法的有效性。测试结果表明，所设计的力学性能测试方案能够准确记录高压线束在不同工况下的力学响应数据，且测试数据具有较好的一致性。
为了进一步验证测试结果的准确性，科研人员还建立了高压线束的有限元模型，并进行了仿真分析。在建模过程中，科研人员充分考虑了高压线束的结构组成和材料特性，采用了等效绝缘层和等效导体的实体建模方法，并引入了材料拟合曲线以更准确地表征高压线束的力学行为。
通过与试验结果的对比，科研人员发现仿真分析中的高压线束变形及破损情况、挤压力的峰值及随挤压位移的变化趋势与试验结果基本一致。这表明所建立的有限元模型能够准确模拟高压线束在碰撞过程中的力学响应，具有较高的仿真精度。
科研人员还指出，仿真分析不仅能够提供高压线束在碰撞过程中的力学响应数据，还能够为电动汽车的碰撞安全性设计提供有力支持。通过仿真分析，可以预测高压线束在不同碰撞工况下的失效形式，从而指导车辆结构的优化设计，提高电动汽车在碰撞中的电安全性能。