CN108362961A - 用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压元件检测技术领域，具体涉及一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统。为了评估高压元件的绝缘电阻、电压、电能在冲击前后的变化情况，本发明的方法包括：选取高压元件和冲击模块；固定所述高压元件；用所述冲击模块冲击所述高压元件；以及采集冲击过程中的数据。本发明通过模拟高压元件在实际应用场景中发生碰撞的情形，并采集高压元件在发生碰撞后的数据(即通过对高压元件进行冲击试验，从而实时测量高压元件的绝缘电阻、电压及电能等数据)，以此作为评估高压元件受到冲击后的安全性能，并用于指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。

Description

用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统

技术领域

本发明属于高压元件检测技术领域，具体涉及一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统。

背景技术

近年来随着新能源汽车保有量的日益增加，其安全问题，尤其是被动安全问题也日益受到政府、消费者和汽车厂商的重视。2015年10月1日我国正式开始实施GB/T31498《电动汽车碰撞后安全要求》，对碰撞后高压回路的电压、绝缘电阻、电能和绝缘防护做了详细要求。高压元件作为电动汽车内部的重要部件，其在车辆发生碰撞后很可能收到冲击而发生变形。因此，高压元件的风险评估是整车碰撞安全分析中必不可少的一部分。

车辆在发生碰撞后，如果高压元件受到冲击，一方面可能导致高压元件绝缘失效，另外在一些极端情况下，还可能引起诸如起火等问题。因此非常有必要评估高压元件受到冲击时的安全性能。目前，对高压元件的测量主要是对绝缘电阻进行静态测量，这种测量不能反映出高压元件的绝缘电阻、电压、电能在冲击前后的变化情况。

发明内容

在此，提供用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统，即为了评估高压元件的绝缘电阻、电压、电能在冲击前后的变化情况。本发明提出的用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法包括：选取高压元件和冲击模块；固定所述高压元件；用所述冲击模块冲击所述高压元件；以及采集冲击过程中的数据。

在上述方法的优选实施方式中，所述冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构。

在上述方法的优选实施方式中，如果所述高压元件在使用状态下配置有冷却装置，则为所述高压元件配置冷却装置。

在上述方法的优选实施方式中，所述数据为所述高压元件在遭受冲击时的数据。

在上述方法的优选实施方式中，所述数据包括所述高压元件的电能，所述电能为所述高压元件电容储存的能量。

在上述方法的优选实施方式中，所述数据包括所述冲击模块的冲击力、所述高压元件的绝缘电阻和所述高压元件的电压中的一项或多项；其中，所述绝缘电阻包括所述高压元件正极对壳体的电阻、负极对壳体的电阻以及正负极之间的电阻；所述电压为所述高压元件正负极之间的电压。

在上述方法的优选实施方式中，固定所述高压元件包括将所述高压元件固定于试验台以及将固定好的高压元件连接到测量设备。

在上述方法的优选实施方式中，在所述冲击模块冲击所述高压元件过程中，所述测量设备用于采集所述高压元件的数据。

在上述方法的优选实施方式中，将固定好的高压元件连接到测量设备包括在所述高压元件与所述测量设备之间设置熔断器。

在上述方法的优选实施方式中，所述测量设备包括力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表中的一项或多项。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法还包括在用所述冲击模块冲击所述高压元件之前，根据与整车同等变形的CAE模型确定初始冲击能量，以及根据所述初始冲击能量和所述冲击模块确定冲击速度。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法还包括：将采集到的数据与利用CAE模型分析的结果进行对比；如果对比结果不满足预期，则使所述冲击模块以不同的冲击速度再次冲击所述高压元件；如果对比结果满足预期，则结束试验。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法用于测量电动汽车高压元件在遭受撞击时的参数。

本发明还提供了一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的系统，该系统高压电源、包括固定设备、测量设备和冲击模块，所述高压电源用于为待测量的高压元件提供电压；所述固定设备用于固定待测量的高压元件；所述测量设备用于与固定的待测量的高压元件连接；所述冲击模块用于冲击连接有测量设备的待测量的高压元件；以及所述测量设备还用于在所述冲击模块冲击待测量的高压元件过程中，采集所述高压元件的数据。

在上述系统的优选实施方式中，所述系统还包括熔断器，所述熔断器设置于所述测量设备与待测量的高压元件之间。

在上述系统的优选实施方式中，所述系统还包括CAE仿真系统，所述冲击模块的初始冲击能量根据与整车同等变形的CAE仿真模型确定。

在上述系统的优选实施方式中，所述测量设备包括力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表中的一项或多项。

在上述系统的优选实施方式中，所述冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构。

目前，还没有用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法和系统。本发明通过模拟高压元件在实际应用场景中发生碰撞的情形，并采集高压元件在发生碰撞后的数据(即通过对高压元件进行冲击试验，从而实时测量高压元件的电能、绝缘电阻、电压等数据)，以此作为评估高压元件受到碰撞后的安全性能，并用于指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。在此基础上，工作人员可以采取合适的策略来降低高压元件发生碰撞时的安全风险以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响，从而提高整车的安全性能，为用户在用车过程中提供极大的安全保障。

方案1、一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

选取高压元件和冲击模块；

固定所述高压元件；

用所述冲击模块冲击所述高压元件；以及

采集冲击过程中的数据。

方案2、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构。

方案3、根据方案1所述的方法，其特征在于，如果所述高压元件在使用状态下配置有冷却装置，则为所述高压元件配置冷却装置。

方案4、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述数据为所述高压元件在遭受冲击时的数据。

方案5、根据方案4所述的方法，其特征在于，所述数据包括所述高压元件的电能，所述电能为所述高压元件电容储存的能量。

方案6、根据方案4所述的方法，其特征在于，所述数据包括所述冲击模块的冲击力、所述高压元件的绝缘电阻和所述高压元件的电压中的一项或多项；其中

所述绝缘电阻包括所述高压元件正极对壳体的电阻、负极对壳体的电阻以及正负极之间的电阻；

所述电压为所述高压元件正负极之间的电压。

方案7、根据方案1所述的方法，其特征在于，固定所述高压元件包括将所述高压元件固定于试验台以及将固定好的高压元件连接到测量设备。

方案8、根据方案7所述的方法，其特征在于，在所述冲击模块冲击所述高压元件过程中，所述测量设备用于采集所述高压元件的数据。

方案9、根据方案7所述的方法，其特征在于，将固定好的高压元件连接到测量设备包括在所述高压元件与所述测量设备之间设置熔断器。

方案10、根据方案7所述的方法，其特征在于，所述测量设备包括力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表中的一项或多项。

方案11、根据方案1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在用所述冲击模块冲击所述高压元件之前，根据与整车同等变形的CAE模型确定初始冲击能量，以及根据所述初始冲击能量和所述冲击模块确定冲击速度。

方案12、根据方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将采集到的数据与利用CAE模型分析的结果进行对比；

如果对比结果不满足预期，则使所述冲击模块以不同的冲击速度再次冲击所述高压元件；

如果对比结果满足预期，则结束试验。

方案13、根据方案1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于测量电动汽车高压元件在遭受撞击时的参数。

方案14、一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的系统，其特征在于，该系统包括高压电源、固定设备、测量设备和冲击模块，所述高压电源用于为待测量的高压元件提供电压；所述固定设备用于固定待测量的高压元件；所述测量设备用于与固定的待测量的高压元件连接；所述冲击模块用于冲击连接有测量设备的待测量的高压元件；以及

所述测量设备还用于在所述冲击模块冲击待测量的高压元件过程中，采集所述高压元件的数据。

方案15、根据方案14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括熔断器，所述熔断器设置于所述测量设备与待测量的高压元件之间。

方案16、根据方案14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括CAE仿真系统，所述冲击模块的初始冲击能量根据与整车同等变形的CAE仿真模型确定。

方案17、根据方案14至16中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量设备包括力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表中的一项或多项。

方案18、根据方案14至16中任一项所述的系统，其特征在于，所述冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构。

附图说明

图1是本发明用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法的主要流程图；

图2是本发明用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的一种结构示意图；以及

图3是本发明的用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的测量方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

本发明提供的用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法，用以评估当车辆发生碰撞时，高压元件受到冲击后的安全性能，如绝缘电阻、电压和电能等与高压元件性能有关的数据在冲击前后的变化。本发明的试验结果用以指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。

首先参照图1，图1本发明用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法的主要流程图。如图1所示，本发明的方法包括：S110、选取高压元件和冲击模块；S120、固定高压元件；S130、用冲击模块冲击高压元件；S140、采集冲击过程中的数据。

通过上述步骤S110-S140模拟车辆发送碰撞时，高压元件受到的冲击情况，根据采集到的高压元件在碰撞过程中的数据(即高压元件在遭受冲击时的数据)，可以有效评估高压元件在受到冲击后的安全性能，从而指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。

在步骤S110中，选取的高压元件为待测量的高压元件，例如，待测量的高压元件可以是OBCM(车载充电模块)、PDU(电源分配单元)、HVH(高压加热器)、DCDC变换器、空调压缩机(高压)、PEU(电机控制单元)等。选取的冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构，且该刚性试验机构具有不同的几何形状，如截面为三角形、圆形以及四边形等，这样做的目的是为了准确模拟在实车试验时可能与高压元件碰撞的不同零件的几何形状，从而获得更高的试验精度。试验时可以选取多个不同形状的冲击模块，分别进行试验。

在步骤S120中，根据高压元件的特点，将高压元件固定在试验台上(可以通过夹具来固定高压元件，并将高压元件连接到高压电源)，如果高压元件在使用状态下配置有冷却装置，则为高压元件配置冷却装置。然后再将固定好的高压元件连接到测量设备(该测量设备用于采集冲击模块在冲击高压元件过程中的数据)。在此，使用状态指的是该高压元件在应用到车辆时的状态。如果该高压元件应用到车辆时，会配置有冷却装置，则在该冲击试验时，也为其配置冷却装置。

作为示例，测量设备包括力传感器，用于在冲击模块冲击高压元件过程中采集该冲击模块施加到该高压元件的冲击力的数据，该力传感器包括但不限于负荷传感器，位移传感器，变形传感器等。测量设备还包括万用表，其用于高压元件的绝缘电阻(高压元件正极对壳体的电阻、负极对壳体的电阻以及正负极之间的电阻)、电压(高压元件正负极之间的电压)以及电能(高压元件电容储存的能量)。除万用表外，测量设备也可以利用绝缘电阻传感器、电压表、电流表等来采集相关高压元件在受到冲击过程中的数据。

为了安全起见，在将固定好的高压元件连接到测量设备的同时，在高压元件与测量设备之间设置熔断器，在高压元件绝缘失效的情况下，该熔断器将会熔断确保试验时的安全性。作为示例，该熔断器可以是保险丝。

在执行步骤S130之前，即，在用冲击模块冲击高压元件之前，根据与整车同等变形的CAE模型确定初始冲击能量，然后根据初始冲击能量和选取的冲击模块确定每个冲击模块的冲击速度。具体地，根据确定的初始冲击能量，给步骤S110中选取的多个不同的冲击模块设定不同的冲击速度，组成试验组合(即试验矩阵)，然后按照准备好的试验组合进行试验(即使不同的冲击模块冲击高压元件)，以确保得到更准确的试验数据。

在步骤S140中，可以利用与高压元件连接的测量设备(如上提到的万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表等)采集冲击模块在冲击高压元件过程中的数据。采集到的数据主要包括上文提到的电能，其用于反应遭受撞击时的高压元件电容储存的能量情况。此外，采集到的数据还包括冲击模块在冲击高压元件过程中的冲击力、高压元件的绝缘电阻(高压元件正极对壳体的电阻、负极对壳体的电阻以及正负极之间的电阻)、电压(高压元件正负极之间的电压)等。并且，测量设备采集到的信号都是随时间变化的数据，这些数据可以反应高压元件遭受撞击时的性能，以便工作人员采取合适的策略来降低高压元件发生碰撞时的安全风险以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响，从而提高整车的安全性能。

为了更清楚地说明本发明的方法，参照图2，图2是本发明用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的一种结构示意图。作为示例，高压元件在使用状态下配置有冷却装置，因此，在进行试验时为高压元件配置冷却液管(如图2中为高压元件配置的冷却液管)。熔断器为连接在高压回路中的保险丝(当绝缘失效时，保险丝熔断以降低试验时的安全风险)。高压元件固定好后，冲击模块按照图2中所示的方向以预设的冲击速度v对高压元件进行冲击，以及利用万能表来采集冲击过程中的数据。其中，冲击模块在冲击高压元件过程中的冲击力数据由力传感器(图2中省略了该传感器)进行采集。

在步骤S140之后，本发明的方法还包括：将采集到的数据与利用CAE模型分析的结果进行对比；如果对比结果不满足预期，则使冲击模块以不同的冲击速度再次冲击高压元件；如果对比结果满足预期，则结束试验。具体而言，在利用冲击模块按照预先确定的冲击速度对待测量的高压元件进行冲击的过程中，判断采集到的冲击力数据以及造成的破坏数据是否满足预期，或者满足CAE模型的模拟结果，然后从工程角度判断是否需要修改冲击速度重复试验流程。如果试验结果满足预期，则能够以此试验结果评估当车辆发生碰撞时，高压元件受到冲击后的安全性能，并指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。如果试验结果不满足预期(与CAE模型的模拟结果存在较大差异)，则使冲击模块以不同的冲击速度再次冲击高压元件，重复试验流程，直至获得预期的结果。试验结束后，存储采集到的数据用于后续处理。

本领域技术人员容易理解的是，本发明的用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法可以用于各种类型的车辆，尤其适用于纯电动汽车。

本发明还提供了一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的系统，该系统包括高压电源、固定设备、测量设备和冲击模块。其中，高压电源用于为待测量的高压元件提供电压；固定设备用于固定待测量的高压元件；测量设备用于与固定的待测量的高压元件连接；冲击模块用于与连接有测量设备的待测量的高压元件连接；以及测量设备还用于在冲击模块冲击待测量的高压元件过程中，采集高压元件的数据。

作为一种示例，参照图3，图3是本发明的用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的系统的一种实施例的结构示意图。如图3所示，首先将待测量的高压元件固定于固定设备1，如果待测量的高压元件在使用状态下配置有冷却装置，则为待测量的高压元件配置冷却装置2。然后，将待测量的高压元件与高压电源3和测量设备4连接，同时为了安全起见，在待测量的高压元件的电流回路上设置熔断器5。这样一来，在进行冲击试验的过程中，如果遇到绝缘失效的情形，该熔断器5会被熔断以降低试验时的安全风险。准备就绪之后，利用冲击模块6冲击连接有测量设备4的待测量的高压元件，并由测量设备4采集冲击模块6冲击待测量的高压元件过程中的待测量的高压元件的数据。

需要说明的是，在本实施例中，测量设备4可以是力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表等。冲击模块6可以是用于冲击高压元件的刚性试验机构。另外，本发明的系统还包括CAE仿真系统，该CAE仿真系统用在冲击模块6冲击待测量的高压元件之前，根据与整车同等变形的CAE模型确定初始冲击能量。工作人员可以根据确定的初始冲击能量和选取的冲击模块6确定每个冲击模块6的冲击速度，然后使冲击模块6以确定的冲击速度冲击待测量的高压元件。

如上所述，本发明的方法能够模拟高压元件在实际应用场景中发生碰撞的情形，并采集高压元件在发生碰撞后的数据，以此作为评估高压元件受到冲击后的安全性能，并用于指导分析高压元件本身在碰撞时的安全风险，以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响。在此基础上，工作人员可以采取合适的策略来降低高压元件发生碰撞时的安全风险以及高压元件受到碰撞后对整车高压系统的影响，从而提高整车的安全性能，为用户在用车过程中提供极大的安全保障。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测量汽车高压元件在遭受撞击时的参数的方法，其特征在于，所述方法包括：

选取高压元件和冲击模块；

固定所述高压元件；

用所述冲击模块冲击所述高压元件；以及

采集冲击过程中的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲击模块是用于冲击高压元件的刚性试验机构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述高压元件在使用状态下配置有冷却装置，则为所述高压元件配置冷却装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据为所述高压元件在遭受冲击时的数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据包括所述高压元件的电能，所述电能为所述高压元件电容储存的能量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据包括所述冲击模块的冲击力、所述高压元件的绝缘电阻和所述高压元件的电压中的一项或多项；其中

所述绝缘电阻包括所述高压元件正极对壳体的电阻、负极对壳体的电阻以及正负极之间的电阻；

所述电压为所述高压元件正负极之间的电压。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固定所述高压元件包括将所述高压元件固定于试验台以及将固定好的高压元件连接到测量设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述冲击模块冲击所述高压元件过程中，所述测量设备用于采集所述高压元件的数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将固定好的高压元件连接到测量设备包括在所述高压元件与所述测量设备之间设置熔断器。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测量设备包括力传感器、万用表、绝缘电阻传感器、电压表、电流表中的一项或多项。