機械外載下新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險分析

李 健

（江西新能源科技職業(yè)學(xué)院，江西 新余 338000）

新時代背景下，新能源汽車得到了快速發(fā)展，為了能夠使新能源汽車在驅(qū)動方面的要求得以滿足，并且使各種行駛條件下對于高壓線束的連接在可靠性、安全性等方面的要求也能夠得到滿足，就需要針對高壓線束力學(xué)性能展開相應(yīng)的測試。

1 關(guān)于高壓線束理論的重要概述

高壓線束的類型一般可分為三種，分別為電機高壓線、充電高壓線、電池高壓線。①電機高壓線：主要指的是在電機與控制器之間進行連接的高壓線；②充電高壓線：主要指的是在充電機與電池之間進行連接的高壓線；③電池高壓線：主要指的是在電池與控制器之間進行連接的高壓線。高壓線束與低壓線束是相對的，在耐壓性、耐高溫性等方面體現(xiàn)的特性都是比較高的。同時，在新能源汽車的驅(qū)動中使用高壓線束，能夠使其運行中的安全性、可靠性等方面需求獲得滿足，并且發(fā)生的作用至關(guān)重要。所以在當(dāng)前階段針對高壓線束力學(xué)性能實施的測試，已經(jīng)成為當(dāng)前領(lǐng)域中重點研究的對象。在具體實施高壓線束力學(xué)性能測試時，很多方面都會對實驗結(jié)果產(chǎn)生極大的影響，比如在選擇高壓線束材料與方法方面，在試樣安裝技術(shù)、夾持技術(shù)等方面產(chǎn)生的影響都是極為重要的。為了能夠保證新能源汽車動力電池系統(tǒng)有效地提升安全性、可靠性等方面的特性，可通過單一變量法的充分應(yīng)用，并將失效荷載作為重要的參數(shù)，來針對高壓線束力學(xué)性能產(chǎn)生影響方面的因素實施相應(yīng)的分析[2]。

2 機械外載下新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險的試驗設(shè)計

（1）失效風(fēng)險的試驗設(shè)備。在設(shè)計高壓線束失效風(fēng)險研究試驗的時候，需要先對相應(yīng)的試驗設(shè)備進行選擇，本文中主要采用的裝備主要有萬能試驗機、CCD 相機以及非接觸變形測量系統(tǒng)等等。在試驗中萬能試驗機極為重要，主要發(fā)揮著對荷載數(shù)據(jù)進行獲取的重要作用。

（2）失效風(fēng)險的試驗材料選擇。試驗材料的選擇也非常重要，在進行試驗材料選擇的時候，主要是對同一種高壓線束的選擇，一般高壓束線的外徑都是為20mm 的線束，高壓束線的結(jié)構(gòu)主要包括絕緣塑料殼、絕緣橡膠、銅線束這幾個部分。高壓線束一般都是采用的高速切割這種方式。在針對高壓線束具體實施加工的時候，需要注意的是切割面與高壓線束的長度之間，必須是垂直狀態(tài)。此外，在實際實施加工的時候，還需要保證溫度始終保持低溫的狀態(tài)。

（3）失效風(fēng)險的試驗方法選擇。本文采用的試驗研究方法為DIC 法，也就是我們常說的數(shù)據(jù)圖像法。這種方法實施的具體方法主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①通過DIC 方法的使用，來對相應(yīng)的位移信息進行采集；②在進行散斑的時候需要在夾具表面或者試件的表面點上來具體實施；③在對試驗流程具體實施記錄的時候，需要采用CCD 相機來具體實施；④在對唯一信息來具體實施計算的時候，需要采用VIC-2D 軟件來具體實施計算；⑤主要是通過設(shè)備獲試件變形前后的圖像進行比照，然后再通過DIC 這種方法來對相關(guān)的變形信息進行相應(yīng)的提取，然后再針對相關(guān)的變形信息實施詳細的計算。

（4）失效風(fēng)險的試驗參數(shù)方面的設(shè)計。本文中主要針對高壓線束剪切試驗以及穿刺試驗展開了研究。在對剪切試驗、穿刺試驗具體進行實施的過程中，主要采用的設(shè)備包括萬能試驗機、剪切夾具、穿刺夾具等重要的設(shè)備。

3 失效風(fēng)險試驗的相關(guān)結(jié)果

（1）失效風(fēng)險中剪切試驗的相關(guān)結(jié)果。在具體實施剪切試驗時，主要采用了三種不同類型的加載速度，并對這三種速度下的高壓線束的剪切荷載產(chǎn)生的具體響應(yīng)進行記錄。同時還需對加載速度中的各項參數(shù)實施具體設(shè)計。此外，還需要基于其他各個條件都不發(fā)生改變的情況下，針對高壓線束的各個因素實施相應(yīng)的記錄，主要包括失效時刻、失效位移以及失效荷載這三個因素進行記錄，將失效的實際情況進行體現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)高壓線束在具體增加的時候，主要是隨著加載速度而增加的，所以失效時刻的發(fā)展趨勢是較早的。同時在通過剪切試驗時，試驗結(jié)果中主要顯示于加載速度的增加，基于這種情況下，高壓線束體現(xiàn)出來的失效荷載，也會在發(fā)展趨勢方面持續(xù)呈現(xiàn)出增大的態(tài)勢。在新能源汽車的高壓線束中，失效風(fēng)險的實際情況與加載速度、失效荷載之間存在的關(guān)系極為密切。因此，為了能夠使新能源汽車高壓線束進一步在安全可靠性方面獲得保障，在具體實施高壓線束設(shè)計的進程中，應(yīng)該針對絕緣層失效荷載方面的設(shè)計加以注重。

（2）失效風(fēng)險中穿刺試驗的相關(guān)結(jié)果。在具體實施穿刺試驗的時候，選取的沖頭直徑一般為三種，來針對失效風(fēng)險中的失效時刻、失效位移、失效荷載這三個方面具體實施分析。針對穿刺試驗中的的各個重要參數(shù)來具體實施相應(yīng)的設(shè)置。實驗在具體實施的過程中，需要注意的是加載速度還有其他條件等方面都能夠始終保持不變的狀態(tài)?；谶@種情況下具體實施相應(yīng)的實驗，并針對試驗的過程來具體實施相應(yīng)的記錄。表1 為穿刺試驗中高壓線束的失效情況。

表1 穿刺試驗中高壓線束的失效情況

通過上表我們知道了新能源汽車中的高壓線束，基于沖頭直徑持續(xù)增加的情況下，才能使失效時刻的發(fā)生時刻越晚，這時的失效位移也會稍微有上升的情況。失效時刻與沖頭直徑的大小有著密切關(guān)系，沖頭直徑越小，那么失效的時刻也越早，在失效位移方面也稍微會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。同時，當(dāng)沖頭直徑呈現(xiàn)逐漸增大狀態(tài)時，新能源汽車內(nèi)部高壓線束在失效荷載方面，也將會非常明顯呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。

4 結(jié) 語

綜上所述，基于新時代背景下，新能源汽車獲得了快速發(fā)展及普及，這在未來的發(fā)展中必然會成為重要趨勢。其中高壓線束是新能源汽車動力電池系統(tǒng)中重要的一項零部件，在新能源汽車的發(fā)展和普及中發(fā)揮著十分重要的作用。因此，需要針對新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險實施相應(yīng)的分析。