機(jī)械外載下新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險(xiǎn)分析

李 健

（江西新能源科技職業(yè)學(xué)院，江西 新余 338000）

新時(shí)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(dòng)方面的要求得以滿足，并且使各種行駛條件下對(duì)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(duì)高壓線束力學(xué)性能展開相應(yīng)的測(cè)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(jī)高壓線、充電高壓線、電池高壓線。①電機(jī)高壓線：主要指的是在電機(jī)與控制器之間進(jìn)行連接的高壓線；②充電高壓線：主要指的是在充電機(jī)與電池之間進(jìn)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(jìn)行連接的高壓線。高壓線束與低壓線束是相對(duì)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(shí)，在新能源汽車的驅(qū)動(dòng)中使用高壓線束，能夠使其運(yùn)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(duì)高壓線束力學(xué)性能實(shí)施的測(cè)試，已經(jīng)成為當(dāng)前領(lǐng)域中重點(diǎn)研究的對(duì)象。在具體實(shí)施高壓線束力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，很多方面都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(duì)高壓線束力學(xué)性能產(chǎn)生影響方面的因素實(shí)施相應(yīng)的分析[2]。

2 機(jī)械外載下新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）失效風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)設(shè)備。在設(shè)計(jì)高壓線束失效風(fēng)險(xiǎn)研究試驗(yàn)的時(shí)候，需要先對(duì)相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行選擇，本文中主要采用的裝備主要有萬能試驗(yàn)機(jī)、CCD 相機(jī)以及非接觸變形測(cè)量系統(tǒng)等等。在試驗(yàn)中萬能試驗(yàn)機(jī)極為重要，主要發(fā)揮著對(duì)荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取的重要作用。

（2）失效風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)材料選擇。試驗(yàn)材料的選擇也非常重要，在進(jìn)行試驗(yàn)材料選擇的時(shí)候，主要是對(duì)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(gè)部分。高壓線束一般都是采用的高速切割這種方式。在針對(duì)高壓線束具體實(shí)施加工的時(shí)候，需要注意的是切割面與高壓線束的長(zhǎng)度之間，必須是垂直狀態(tài)。此外，在實(shí)際實(shí)施加工的時(shí)候，還需要保證溫度始終保持低溫的狀態(tài)。

（3）失效風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)方法選擇。本文采用的試驗(yàn)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(shí)施的具體方法主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①通過DIC 方法的使用，來對(duì)相應(yīng)的位移信息進(jìn)行采集；②在進(jìn)行散斑的時(shí)候需要在夾具表面或者試件的表面點(diǎn)上來具體實(shí)施；③在對(duì)試驗(yàn)流程具體實(shí)施記錄的時(shí)候，需要采用CCD 相機(jī)來具體實(shí)施；④在對(duì)唯一信息來具體實(shí)施計(jì)算的時(shí)候，需要采用VIC-2D 軟件來具體實(shí)施計(jì)算；⑤主要是通過設(shè)備獲試件變形前后的圖像進(jìn)行比照，然后再通過DIC 這種方法來對(duì)相關(guān)的變形信息進(jìn)行相應(yīng)的提取，然后再針對(duì)相關(guān)的變形信息實(shí)施詳細(xì)的計(jì)算。

（4）失效風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)參數(shù)方面的設(shè)計(jì)。本文中主要針對(duì)高壓線束剪切試驗(yàn)以及穿刺試驗(yàn)展開了研究。在對(duì)剪切試驗(yàn)、穿刺試驗(yàn)具體進(jìn)行實(shí)施的過程中，主要采用的設(shè)備包括萬能試驗(yàn)機(jī)、剪切夾具、穿刺夾具等重要的設(shè)備。

3 失效風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)的相關(guān)結(jié)果

（1）失效風(fēng)險(xiǎn)中剪切試驗(yàn)的相關(guān)結(jié)果。在具體實(shí)施剪切試驗(yàn)時(shí)，主要采用了三種不同類型的加載速度，并對(duì)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(jìn)行記錄。同時(shí)還需對(duì)加載速度中的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施具體設(shè)計(jì)。此外，還需要基于其他各個(gè)條件都不發(fā)生改變的情況下，針對(duì)高壓線束的各個(gè)因素實(shí)施相應(yīng)的記錄，主要包括失效時(shí)刻、失效位移以及失效荷載這三個(gè)因素進(jìn)行記錄，將失效的實(shí)際情況進(jìn)行體現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)高壓線束在具體增加的時(shí)候，主要是隨著加載速度而增加的，所以失效時(shí)刻的發(fā)展趨勢(shì)是較早的。同時(shí)在通過剪切試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)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(huì)在發(fā)展趨勢(shì)方面持續(xù)呈現(xiàn)出增大的態(tài)勢(shì)。在新能源汽車的高壓線束中，失效風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)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(jìn)一步在安全可靠性方面獲得保障，在具體實(shí)施高壓線束設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，應(yīng)該針對(duì)絕緣層失效荷載方面的設(shè)計(jì)加以注重。

（2）失效風(fēng)險(xiǎn)中穿刺試驗(yàn)的相關(guān)結(jié)果。在具體實(shí)施穿刺試驗(yàn)的時(shí)候，選取的沖頭直徑一般為三種，來針對(duì)失效風(fēng)險(xiǎn)中的失效時(shí)刻、失效位移、失效荷載這三個(gè)方面具體實(shí)施分析。針對(duì)穿刺試驗(yàn)中的的各個(gè)重要參數(shù)來具體實(shí)施相應(yīng)的設(shè)置。實(shí)驗(yàn)在具體實(shí)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(shí)施相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并針對(duì)試驗(yàn)的過程來具體實(shí)施相應(yīng)的記錄。表1 為穿刺試驗(yàn)中高壓線束的失效情況。

表1 穿刺試驗(yàn)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(shí)刻的發(fā)生時(shí)刻越晚，這時(shí)的失效位移也會(huì)稍微有上升的情況。失效時(shí)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(shí)刻也越早，在失效位移方面也稍微會(huì)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。同時(shí)，當(dāng)沖頭直徑呈現(xiàn)逐漸增大狀態(tài)時(shí)，新能源汽車內(nèi)部高壓線束在失效荷載方面，也將會(huì)非常明顯呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。

4 結(jié) 語

綜上所述，基于新時(shí)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(huì)成為重要趨勢(shì)。其中高壓線束是新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)中重要的一項(xiàng)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(duì)新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施相應(yīng)的分析。