新能源汽车高压线束在机械外载下失效试验及仿真研究

摘要

随着新能源汽车的发展和普及,针对其电池系统碰撞安全研究的重要性日益凸显。高压线束作为新能源汽车高压电气系统的关键零件,研究其在碰撞工况下的电安全性能尤为重要。本文基于电池系统在碰撞工况下其高压线束可能遭受的典型挤压外载,选取直径15.8 mm的线束设计了D5柱面和V60楔面两种工况动静态挤压试验,试验过程中实时监测冲头与线束内部导体之间短路的发生,并对护套、绝缘层、导体3种组份材料进行拉伸、压缩等试验标定相应材料模型。通过线束结构试验和组份材料试验分别标定线束的单组份均质化模型和导体-等效绝缘层双组份模型。研究结果表明:线束在机械载荷下有很强的动态效应,动态下的力学响应升高。线束的短路行为与外载工况、加载速度高度相关。两种高压线束仿真模型利用单元删除来预测线束短路的仿真结果与试验结果基本一致,两种模型均可准确地预测线束在挤压工况下的短路风险。