隨著電動汽車保有量的逐年攀升,其安全性問題日益受到關注。特別是在碰撞事故中,高壓線束的破損或斷裂可能導致嚴重的電安全風險,包括短路、起火和爆炸等,對乘員安全構成重大威脅。為此,科研人員針對高壓線束的力學特性及建模方法展開了深入研究。
高壓線束作為連接電動汽車關鍵部件的重要紐帶,在碰撞過程中可能出現多種失效形式,如外部絕緣層破損導致導體裸露、絕緣層破損伴隨導體部分斷裂,以及高壓線束整體斷裂。這些失效形式直接影響車輛在碰撞中的電安全性能。
為了準確評估高壓線束在碰撞中的力學響應,科研人員設計了三種力學性能測試方案,包括交叉擠壓、棱邊擠壓和剪切測試。這些方案通過動態伺服試驗系統實施,該系統具備高精度加載和輸出能力,可根據測試需求更換不同壓頭,以實現多種工況的測試。
在試驗過程中,科研人員選取某車型的高壓線束作為試件,進行了多次重復測試以驗證測試方法的有效性。測試結果表明,所設計的力學性能測試方案能夠準確記錄高壓線束在不同工況下的力學響應數據,且測試數據具有較好的一致性。
為了進一步驗證測試結果的準確性,科研人員還建立了高壓線束的有限元模型,并進行了仿真分析。在建模過程中,科研人員充分考慮了高壓線束的結構組成和材料特性,采用了等效絕緣層和等效導體的實體建模方法,并引入了材料擬合曲線以更準確地表征高壓線束的力學行為。
通過與試驗結果的對比,科研人員發現仿真分析中的高壓線束變形及破損情況、擠壓力的峰值及隨擠壓位移的變化趨勢與試驗結果基本一致。這表明所建立的有限元模型能夠準確模擬高壓線束在碰撞過程中的力學響應,具有較高的仿真精度。
科研人員還指出,仿真分析不僅能夠提供高壓線束在碰撞過程中的力學響應數據,還能夠為電動汽車的碰撞安全性設計提供有力支持。通過仿真分析,可以預測高壓線束在不同碰撞工況下的失效形式,從而指導車輛結構的優化設計,提高電動汽車在碰撞中的電安全性能。