机械外载下新能源汽车高压线束失效风险分析

2020-08-18李健

时代农机 2020年6期

李健

（江西新能源科技职业学院，江西新余 338000）

新时代背景下，新能源汽车得到了快速发展，为了能够使新能源汽车在驱动方面的要求得以满足，并且使各种行驶条件下对于高压线束的连接在可靠性、安全性等方面的要求也能够得到满足，就需要针对高压线束力学性能展开相应的测试。

1 关于高压线束理论的重要概述

高压线束的类型一般可分为三种，分别为电机高压线、充电高压线、电池高压线。①电机高压线：主要指的是在电机与控制器之间进行连接的高压线；②充电高压线：主要指的是在充电机与电池之间进行连接的高压线；③电池高压线：主要指的是在电池与控制器之间进行连接的高压线。高压线束与低压线束是相对的，在耐压性、耐高温性等方面体现的特性都是比较高的。同时，在新能源汽车的驱动中使用高压线束，能够使其运行中的安全性、可靠性等方面需求获得满足，并且发生的作用至关重要。所以在当前阶段针对高压线束力学性能实施的测试，已经成为当前领域中重点研究的对象。在具体实施高压线束力学性能测试时，很多方面都会对实验结果产生极大的影响，比如在选择高压线束材料与方法方面，在试样安装技术、夹持技术等方面产生的影响都是极为重要的。为了能够保证新能源汽车动力电池系统有效地提升安全性、可靠性等方面的特性，可通过单一变量法的充分应用，并将失效荷载作为重要的参数，来针对高压线束力学性能产生影响方面的因素实施相应的分析[2]。

2 机械外载下新能源汽车高压线束失效风险的试验设计

（1）失效风险的试验设备。在设计高压线束失效风险研究试验的时候，需要先对相应的试验设备进行选择，本文中主要采用的装备主要有万能试验机、CCD 相机以及非接触变形测量系统等等。在试验中万能试验机极为重要，主要发挥着对荷载数据进行获取的重要作用。

（2）失效风险的试验材料选择。试验材料的选择也非常重要，在进行试验材料选择的时候，主要是对同一种高压线束的选择，一般高压束线的外径都是为20mm 的线束，高压束线的结构主要包括绝缘塑料壳、绝缘橡胶、铜线束这几个部分。高压线束一般都是采用的高速切割这种方式。在针对高压线束具体实施加工的时候，需要注意的是切割面与高压线束的长度之间，必须是垂直状态。此外，在实际实施加工的时候，还需要保证温度始终保持低温的状态。

（3）失效风险的试验方法选择。本文采用的试验研究方法为DIC 法，也就是我们常说的数据图像法。这种方法实施的具体方法主要体现在以下几个方面：①通过DIC 方法的使用，来对相应的位移信息进行采集；②在进行散斑的时候需要在夹具表面或者试件的表面点上来具体实施；③在对试验流程具体实施记录的时候，需要采用CCD 相机来具体实施；④在对唯一信息来具体实施计算的时候，需要采用VIC-2D 软件来具体实施计算；⑤主要是通过设备获试件变形前后的图像进行比照，然后再通过DIC 这种方法来对相关的变形信息进行相应的提取，然后再针对相关的变形信息实施详细的计算。

（4）失效风险的试验参数方面的设计。本文中主要针对高压线束剪切试验以及穿刺试验展开了研究。在对剪切试验、穿刺试验具体进行实施的过程中，主要采用的设备包括万能试验机、剪切夹具、穿刺夹具等重要的设备。

3 失效风险试验的相关结果

（1）失效风险中剪切试验的相关结果。在具体实施剪切试验时，主要采用了三种不同类型的加载速度，并对这三种速度下的高压线束的剪切荷载产生的具体响应进行记录。同时还需对加载速度中的各项参数实施具体设计。此外，还需要基于其他各个条件都不发生改变的情况下，针对高压线束的各个因素实施相应的记录，主要包括失效时刻、失效位移以及失效荷载这三个因素进行记录，将失效的实际情况进行体现。研究发现高压线束在具体增加的时候，主要是随着加载速度而增加的，所以失效时刻的发展趋势是较早的。同时在通过剪切试验时，试验结果中主要显示于加载速度的增加，基于这种情况下，高压线束体现出来的失效荷载，也会在发展趋势方面持续呈现出增大的态势。在新能源汽车的高压线束中，失效风险的实际情况与加载速度、失效荷载之间存在的关系极为密切。因此，为了能够使新能源汽车高压线束进一步在安全可靠性方面获得保障，在具体实施高压线束设计的进程中，应该针对绝缘层失效荷载方面的设计加以注重。

（2）失效风险中穿刺试验的相关结果。在具体实施穿刺试验的时候，选取的冲头直径一般为三种，来针对失效风险中的失效时刻、失效位移、失效荷载这三个方面具体实施分析。针对穿刺试验中的的各个重要参数来具体实施相应的设置。实验在具体实施的过程中，需要注意的是加载速度还有其他条件等方面都能够始终保持不变的状态。基于这种情况下具体实施相应的实验，并针对试验的过程来具体实施相应的记录。表1 为穿刺试验中高压线束的失效情况。

表1 穿刺试验中高压线束的失效情况

通过上表我们知道了新能源汽车中的高压线束，基于冲头直径持续增加的情况下，才能使失效时刻的发生时刻越晚，这时的失效位移也会稍微有上升的情况。失效时刻与冲头直径的大小有着密切关系，冲头直径越小，那么失效的时刻也越早，在失效位移方面也稍微会出现下降的现象。同时，当冲头直径呈现逐渐增大状态时，新能源汽车内部高压线束在失效荷载方面，也将会非常明显呈现出逐渐增加的趋势。