CN111521361B - 一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，包括测试架、动力电池本体、伺服电机、链轮链条组和连接轴承，所述测试架顶部安装有动力电池本体，所述基板底部安装有滚筒，且基板顶部开设有轨迹槽，所述螺栓贯穿调整板上开设的孔洞，且调整板上端面与支撑杆底端相互连接，并且支撑杆顶端安装在螺纹柱顶部边侧，所述螺纹柱底部与内螺纹套筒内侧贴合，且内螺纹套筒底端通过连接轴承与基板上端面相互连接。该新能源动力电池研发用安全数据测试装置，采用新型的结构设计，使得本装置不仅可以模拟实际行车环境中的持续震动，而且能够模拟飞起的石块或者路面凸起撞击车辆底盘的情况，贴近现实，能得到更加可靠真实的安全数据。

Description

一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置

技术领域

本发明涉及新能源电池研发技术领域，具体为一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置。

背景技术

新能源动力电池指的是为新能源车辆提供动力来源的电源，随着我国新能源车辆的不断研发和生产，新能源车辆的动力电池也在不断的研发，现有的动力电池多为锂电池，呈阵列安装在保护壳内，并固定安装在汽车的底盘上，在行驶过程中可能会受到震动和石块凸起等撞击的情况，所以在新能源动力电池的研发过程中，需要对新能源动力电池的结构稳定性和抗撞击性能等安全数据进行侧视。

随着新能源动力电池的不断研发，在对新能源动力电池的安全数据进行测试的过程中发现了下述问题：

1.现有的新能源动力电池结构稳定性和抗撞击性能侧视装置，仅设计了简单的垂直方向上的撞击，无法模拟现实行车环境中的持续震动，无法得到新能源动力电池长时间使用稳定性的可靠数据；

2.且简单垂直方向上的撞击，无法模拟现实行车环境中飞起的石块或者路面凸起撞击车辆底盘给新能源动力电池带来的冲击，导致实验数据不准确。

所以需要针对上述问题设计一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，以解决上述背景技术中提出简单的垂直方向上的撞击，无法模拟现实行车环境中的持续震动，无法得到新能源动力电池长时间使用稳定性的可靠数据，无法模拟现实行车环境中飞起的石块或者路面凸起撞击车辆底盘给新能源动力电池带来的冲击的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，包括测试架、动力电池本体、伺服电机、链轮链条组和连接轴承，所述测试架顶部安装有动力电池本体，且测试架底部外侧固定有伺服电机，并且伺服电机输出端焊接固定有水平丝杆，同时水平丝杆通过轴承座安装在测试架底部，所述水平丝杆与链轮链条组底端相互连接，且链轮链条组顶端安装在内轴上，并且内轴通过末端安装的轴承座安装在测试架底部内侧，所述内轴上焊接固定有偏心轮，且偏心轮外侧与接触窗内壁贴合，并且接触窗开设在活动板上，所述活动板贯穿稳定窗，且稳定窗开设在测试架上，并且活动板顶部开设的圆孔内焊接固定有内弹簧，同时内弹簧顶端与顶柱底端焊接固定，所述水平丝杆贯穿阻挡板和底板，且阻挡板焊接固定在测试架底部内侧，并且底板底面与测试架内侧底面贴合，同时阻挡板靠近底板侧粘接固定有橡胶条，所述底板顶部焊接固定有垂直柱和复位弹簧，且垂直柱贯穿顶窗和基板，并且顶窗开设在测试架上，同时复位弹簧顶端与基板底部焊接固定，所述基板底部安装有滚筒，且基板顶部开设有轨迹槽，并且轨迹槽内壁与螺栓底端贴合，同时螺栓顶部安装有螺母，所述螺栓贯穿调整板上开设的孔洞，且调整板上端面与支撑杆底端相互连接，并且支撑杆顶端安装在螺纹柱顶部边侧，所述螺纹柱底部与内螺纹套筒内侧贴合，且内螺纹套筒底端通过连接轴承与基板上端面相互连接，所述测试架底部内侧焊接固定有功能条板，且功能条板的正视剖面形状为倾斜边向上的直角梯形，所述基板带着滚筒靠近功能条板时，可以被功能条板的倾斜边挤压，在进行水平方向上位移的同时进行垂直方向上位移。

优选的，所述水平丝杆的直径小于阻挡板上开设的孔洞的直径，且水平丝杆与底板为螺纹连接，并且底板靠近阻挡板边侧与橡胶条的距离小于功能条板底边的长度。

优选的，所述接触窗关于活动板对称分布，且活动板关于测试架对称分布，并且活动板与稳定窗为滑动连接。

优选的，所述顶柱与活动板顶部开设的孔洞为滑动连接，且顶柱底部连接的内弹簧为高劲度系数弹簧。

优选的，所述基板与垂直柱为滑动连接，且基板底部倾斜边的倾斜角度与功能条板倾斜边的倾斜角度相同，并且基板底部倾斜边上密集安装有滚筒。

优选的，所述支撑杆通过其底端和顶端安装的柱状轴分别与调整板和螺纹柱构成转动机构，且调整板上开设的孔洞内对称安装有2个螺栓，并且螺栓与轨迹槽为滑动连接。

优选的，所述内螺纹套筒通过连接轴承与基板构成转动机构，且内螺纹套筒和螺纹柱均关于调整板对称分布，并且螺纹柱设置有表面粗糙的半球形凸起结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新能源动力电池研发用安全数据测试装置，采用新型的结构设计，使得本装置不仅可以模拟实际行车环境中的持续震动，而且能够模拟飞起的石块或者路面凸起撞击车辆底盘的情况，贴近现实，能得到更加可靠真实的安全数据：

1.通过水平丝杆和链轮链条组可以驱动活动板及其所连零件组成的持续震动结构和基板及其所连零件组成的模拟石块撞击结构进行同时工作，更加贴近实际行车环境，保证测试得到的数据真实度较高；

2.作为模拟撞击结构的螺纹柱的高度可调，并通过支撑杆等结构的支撑固定，可以对不同厚度的新能源动力电池进行测试，并且保证了测试过程中装置的稳定性，同时可以进行连续的撞击测试，更加贴近真实情况。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明测试架正视剖面结构示意图；

图3为本发明活动板和基板正视剖面结构示意图；

图4为本发明调整板俯视结构示意图；

图5为本发明活动板侧视剖面结构示意图；

图6为本发明底板侧视剖面结构示意图。

图中：1、测试架；101、功能条板；2、动力电池本体；3、伺服电机；4、水平丝杆；5、链轮链条组；6、内轴；7、偏心轮；8、接触窗；9、活动板；10、稳定窗；11、内弹簧；12、顶柱；13、阻挡板；1301、橡胶条；14、底板；15、垂直柱；16、复位弹簧；17、顶窗；18、基板；19、滚筒；20、轨迹槽；21、螺栓；22、螺母；23、调整板；24、支撑杆；25、螺纹柱；26、内螺纹套筒；27、连接轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，包括测试架1、功能条板101、动力电池本体2、伺服电机3、水平丝杆4、链轮链条组5、内轴6、偏心轮7、接触窗8、活动板9、稳定窗10、内弹簧11、顶柱12、阻挡板13、橡胶条1301、底板14、垂直柱15、复位弹簧16、顶窗17、基板18、滚筒19、轨迹槽20、螺栓21、螺母22、调整板23、支撑杆24、螺纹柱25、内螺纹套筒26和连接轴承27，测试架1顶部安装有动力电池本体2，且测试架1底部外侧固定有伺服电机3，并且伺服电机3输出端焊接固定有水平丝杆4，同时水平丝杆4通过轴承座安装在测试架1底部，水平丝杆4与链轮链条组5底端相互连接，且链轮链条组5顶端安装在内轴6上，并且内轴6通过末端安装的轴承座安装在测试架1底部内侧，内轴6上焊接固定有偏心轮7，且偏心轮7外侧与接触窗8内壁贴合，并且接触窗8开设在活动板9上，活动板9贯穿稳定窗10，且稳定窗10开设在测试架1上，并且活动板9顶部开设的圆孔内焊接固定有内弹簧11，同时内弹簧11顶端与顶柱12底端焊接固定，水平丝杆4贯穿阻挡板13和底板14，且阻挡板13焊接固定在测试架1底部内侧，并且底板14底面与测试架1内侧底面贴合，同时阻挡板13靠近底板14侧粘接固定有橡胶条1301，底板14顶部焊接固定有垂直柱15和复位弹簧16，且垂直柱15贯穿顶窗17和基板18，并且顶窗17开设在测试架1上，同时复位弹簧16顶端与基板18底部焊接固定，基板18底部安装有滚筒19，且基板18顶部开设有轨迹槽20，并且轨迹槽20内壁与螺栓21底端贴合，同时螺栓21顶部安装有螺母22，螺栓21贯穿调整板23上开设的孔洞，且调整板23上端面与支撑杆24底端相互连接，并且支撑杆24顶端安装在螺纹柱25顶部边侧，螺纹柱25底部与内螺纹套筒26内侧贴合，且内螺纹套筒26底端通过连接轴承27与基板18上端面相互连接。

本例中测试架1底部内侧焊接固定有功能条板101，且功能条板101的正视剖面形状为倾斜边向上的直角梯形，上述的结构设计使得功能条板101可以利用其倾斜边对基板18的位置进行控制；

水平丝杆4的直径小于阻挡板13上开设的孔洞的直径，且水平丝杆4与底板14为螺纹连接，并且底板14靠近阻挡板13边侧与橡胶条1301的距离小于功能条板101底边的长度，上述的结构设计使得阻挡板13不会影响水平丝杆4正常旋转利用螺纹连接关系驱动底板14进行水平方向上的位移，阻挡板13上的橡胶条1301也可以避免底板14及其上部结构大幅移动碰撞装置其他结构导致装置受损；

接触窗8关于活动板9对称分布，且活动板9关于测试架1对称分布，并且活动板9与稳定窗10为滑动连接，上述的结构设计使得偏心轮7能通过接触窗8驱动活动板9沿着稳定窗10进行稳定的垂直方向上的位移滑动；

顶柱12与活动板9顶部开设的孔洞为滑动连接，且顶柱12底部连接的内弹簧11为高劲度系数弹簧，上述的结构设计使得顶柱12在受到较大挤压力时可以进行小范围的伸缩，避免过度撞击动力电池本体2，起到缓冲保护的效果；

基板18与垂直柱15为滑动连接，且基板18底部倾斜边的倾斜角度与功能条板101倾斜边的倾斜角度相同，并且基板18底部倾斜边上密集安装有滚筒19，上述的结构设计使得基板18带着滚筒19靠近功能条板101时，可以被功能条板101的倾斜边挤压，在进行水平方向上位移的同时进行垂直方向上位移；

支撑杆24通过其底端和顶端安装的柱状轴分别与调整板23和螺纹柱25构成转动机构，且调整板23上开设的孔洞内对称安装有2个螺栓21，并且螺栓21与轨迹槽20为滑动连接，上述的结构设计使得调整板23可以带着螺栓21沿着轨迹槽20进行稳定的水平方向上的位移，并驱动支撑杆24旋转，保证支撑杆24可以对螺纹柱25进行稳定支撑；

内螺纹套筒26通过连接轴承27与基板18构成转动机构，且内螺纹套筒26和螺纹柱25均关于调整板23对称分布，并且螺纹柱25设置有表面粗糙的半球形凸起结构，上述的结构设计使得内螺纹套筒26在旋转的过程中可以驱动螺纹柱25进行垂直方向上的位移。

工作原理：使用本装置时，首先将待测试的动力电池本体2固定在图2中测试架1顶部位置，随后根据动力电池本体2的厚度，可以调节图2中螺纹柱25的位置，保证螺纹柱25顶部可以与动力电池本体2底部接触，将图3中的螺母22拧松，螺母22不再挤压调整板23固定在基板18顶部，旋转内螺纹套筒26利用螺纹连接关系推动螺纹柱25竖直上移，支撑杆24起到避免螺纹柱25旋转的效果，螺纹柱25在上移过程中拉动支撑杆24，支撑杆24拉动调整板23，调整板23带着螺栓21沿着轨迹槽20滑动靠近内螺纹套筒26，至螺纹柱25顶部至动力电池本体2的距离小于基板18的高度，停止旋转内螺纹套筒26，并拧紧螺母22，螺母22将调整板23挤压固定在基板18顶部，从而令支撑杆24对螺纹柱25进行稳定支撑；

接着就可以通过外部供电电路为图2中的伺服电机3供电，伺服电机3带动水平丝杆4先进行正向旋转，水平丝杆4在旋转过程中通过链轮链条组5带动对称分布的内轴6旋转，图5中的内轴6就带着偏心轮7在旋转过程中不断挤压推动接触窗8，令接触窗8带着活动板9沿着稳定窗10进行先上后下的往复振动，图2中的顶柱12就跟随活动板9进行同步的垂直方向上的往复振动，在上移与动力电池本体2底部接触时，对动力电池本体2进行击打，并在顶柱12顶部与动力电池本体2底部接触后，压缩内弹簧11，避免活动板9无法上移装置卡死，同时也起到减小振动，模拟汽车正常行驶中持续振动的效果；

同时水平丝杆4旋转驱动图2中的底板14带着垂直柱15和基板18进行水平左移，当基板18倾斜边上安装的滚筒19与功能条板101的倾斜边接触时，基板18被挤压上移，基板18拉伸复位弹簧16并沿着垂直柱15竖直上滑，基板18就在左移过程中带着螺纹柱25和内螺纹套筒26上移，螺纹柱25顶部就模拟路面飞起的石块的轨迹，对动力电池本体2底部进行倾斜击打，测试动力电池本体2在持续震动和飞起石块倾斜击打情况下的结构稳定性和抗撞击性能；

接着底板14会左移与橡胶条1301碰撞，此时控制伺服电机3带动水平丝杆4停止正转，开始反转，水平丝杆4仍通过链轮链条组5驱动内轴6和偏心轮7持续旋转，顶柱12也继续进行垂直方向上的撞击，模拟持续的震动，而底板14则带着基板18和螺纹柱25远离功能条板101，在之前被拉伸的复位弹簧16的作用下，复位至图2所示状态，接着就可以再次控制伺服电机3带着水平丝杆4正转，装置重复之前所述运动，顶柱12进行持续的撞击，模拟新能源汽车正常行驶的震动，螺纹柱25则做间歇性倾斜撞击，模拟飞起的石块和地面凸起对动力电池本体2的碰撞，通过观察动力电池本体2的结构变化，得到较为真实的安全测试数据，这就是该新能源动力电池研发用安全数据测试装置的工作原理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，包括测试架(1)、动力电池本体(2)、伺服电机(3)、链轮链条组(5)和连接轴承(27)，其特征在于：所述测试架(1)顶部安装有动力电池本体(2)，且测试架(1)底部外侧固定有伺服电机(3)，并且伺服电机(3)输出端焊接固定有水平丝杆(4)，同时水平丝杆(4)通过轴承座安装在测试架(1)底部，所述水平丝杆(4)与链轮链条组(5)底端相互连接，且链轮链条组(5)顶端安装在内轴(6)上，并且内轴(6)通过末端安装的轴承座安装在测试架(1)底部内侧，所述内轴(6)上焊接固定有偏心轮(7)，且偏心轮(7)外侧与接触窗(8)内壁贴合，并且接触窗(8)开设在活动板(9)上，所述活动板(9)贯穿稳定窗(10)，且稳定窗(10)开设在测试架(1)上，并且活动板(9)顶部开设的圆孔内焊接固定有内弹簧(11)，同时内弹簧(11)顶端与顶柱(12)底端焊接固定，所述水平丝杆(4)贯穿阻挡板(13)和底板(14)，且阻挡板(13)焊接固定在测试架(1)底部内侧，并且底板(14)底面与测试架(1)内侧底面贴合，同时阻挡板(13)靠近底板(14)侧粘接固定有橡胶条(1301)，所述底板(14)顶部焊接固定有垂直柱(15)和复位弹簧(16)，且垂直柱(15)贯穿顶窗(17)和基板(18)，并且顶窗(17)开设在测试架(1)上，同时复位弹簧(16)顶端与基板(18)底部焊接固定，所述基板(18)底部安装有滚筒(19)，且基板(18)顶部开设有轨迹槽(20)，并且轨迹槽(20)内壁与螺栓(21)底端贴合，同时螺栓(21)顶部安装有螺母(22)，所述螺栓(21)贯穿调整板(23)上开设的孔洞，且调整板(23)上端面与支撑杆(24)底端相互连接，并且支撑杆(24)顶端安装在螺纹柱(25)顶部边侧，所述螺纹柱(25)底部与内螺纹套筒(26)内侧贴合，且内螺纹套筒(26)底端通过连接轴承(27)与基板(18)上端面相互连接，所述测试架(1)底部内侧焊接固定有功能条板(101)，且功能条板(101)的正视剖面形状为倾斜边向上的直角梯形，所述基板(18)带着滚筒(19)靠近功能条板(101)时，可以被功能条板(101)的倾斜边挤压，在进行水平方向上位移的同时进行垂直方向上位移。

2.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述水平丝杆(4)的直径小于阻挡板(13)上开设的孔洞的直径，且水平丝杆(4)与底板(14)为螺纹连接，并且底板(14)靠近阻挡板(13)边侧与橡胶条(1301)的距离小于功能条板(101)底边的长度。

3.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述接触窗(8)关于活动板(9)对称分布，且活动板(9)关于测试架(1)对称分布，并且活动板(9)与稳定窗(10)为滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述顶柱(12)与活动板(9)顶部开设的孔洞为滑动连接，且顶柱(12)底部连接的内弹簧(11)为高劲度系数弹簧。

5.根据权利要求2所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述基板(18)与垂直柱(15)为滑动连接，且基板(18)底部倾斜边的倾斜角度与功能条板(101)倾斜边的倾斜角度相同，并且基板(18)底部倾斜边上密集安装有滚筒(19)。

6.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述支撑杆(24)通过其底端和顶端安装的柱状轴分别与调整板(23)和螺纹柱(25)构成转动机构，且调整板(23)上开设的孔洞内对称安装有2个螺栓(21)，并且螺栓(21)与轨迹槽(20)为滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池研发用安全数据测试装置，其特征在于：所述内螺纹套筒(26)通过连接轴承(27)与基板(18)构成转动机构，且内螺纹套筒(26)和螺纹柱(25)均关于调整板(23)对称分布，并且螺纹柱(25)设置有表面粗糙的半球形凸起结构。

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