CN111562518B - 一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法 - Google Patents

一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车性能检测的技术领域，具体公开了一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法，一种电动汽车车载电源稳定性检测方法包括以下步骤，S1：控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，获取待检测电动汽车的在竖直方向的加速度信息，执行S2；S2：生成加速度随时间变化的曲线，生成加速度功率谱密度曲线，执行S3；S3：根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，执行S4；S4：控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间，并采集待检测电动汽车的车载电源的参数信息，执行S5；S5：判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，本发明具有充分研究电动汽车动力电池的稳定性的优点。

Description

一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车性能检测的技术领域，尤其是涉及一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法。
背景技术
新能源汽车，又称代用燃料汽车，包括纯电动汽车、燃料电池电动汽车这类全部使用非石油燃料的汽车，也包括混合动力电动车、乙醇汽油汽车等部分使用非石油燃料的汽车。目前存在的所有新能源汽车都包括在这一概念里，具体分为六大类：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、醇醚燃料汽车、天然气汽车等。纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车统称为电动车，是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
公告号为CN107045103B的中国专利公开了一种电动汽车动力电池寿命测试装置和方法。其是利用振动台对被测试电动汽车动力电池施加模拟道路行驶时的振动，并利用恒温恒湿室模拟一年四季的温湿度，进而利用充放电设备对被测试电动汽车动力电池进行充放电，模拟道路行驶电流并采集相关数据，记录并推导出电池信息，确定被测试的所述电动汽车动力电池的寿命。上述动汽车动力电池寿命测试装置和方法综合考虑了四季温湿度的变化、充放电工况和充放电深度及振动工况等综合因素，囊括了电动汽车动力电池的各种运行状态，同时，利用材料在极限范围内失效机理不变的特性，拟合了老化外推公式，推导出相应的寿命。
但是上述一种电动汽车动力电池寿命测试装置和方法在进行振动模拟时，是将电动汽车动力电池单独进行振动检测的，即并没有将电动汽车动力电池安装在新能源汽车上进行检测，忽略了电动汽车在道路上行驶发生振动时电动汽车与电动汽车动力电池之间的相互影响，并没有模拟实际电动汽车在运行时，电动汽车动力电池的振动情况，无法充分研究电动汽车动力电池的稳定性，无法为电动汽车动力电池的优化提供参考。
发明内容
本发明目的在于提供一种电动汽车车载电源稳定性检测系统及方法，具有模拟实际电动汽车在运行时，电动汽车动力电池的振动情况，充分研究电动汽车动力电池的稳定性、为电动汽车动力电池的优化提供参考的优点。
本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车车载电源稳定性检测方法，包括以下步骤，
S1：控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息，其中，采集待检测电动汽车的竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间T2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
S2：根据获取的待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，其中，将每一次生成的所述加速度功率谱密度曲线进行储存备份，执行S3；
S3：根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间T1，并采集该单位时间内待检测电动汽车的车载电源的参数信息，执行S5；
S5：根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤，将与待检测电动汽车型号相同的电动汽车的进行多次测试后，获取历史数据，计算车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1，
Figure 274973DEST_PATH_IMAGE001
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 622909DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 175506DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 569578DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定。
进一步地，所述S1中最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 403673DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ni为应力幅值为
Figure 370230DEST_PATH_IMAGE005
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间。
一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，包括，
振动驱动装置，用于承载待检测电动汽车并驱动待检测电动汽车振动；
加速度信息采集装置，用于获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息；
处理器，用于通过振动驱动装置控制待检测电动汽车的振动频率和振动时间；
车载电源参数信息采集装置，用于获取待检测电动汽车的振动过程中车载电源的参数信息；
本系统检测电动汽车车载电源稳定性包括以下步骤，
S1：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，加速度信息采集装置获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息并发送至处理器，其中，采集待检测电动汽车的竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间T2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
S2：处理器根据获取的待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，处理器根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，执行S3；
S3：处理器根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间T2，车载电源参数信息采集装置采集该单位时间内待检测电动汽车的车载电源的参数信息并发送至处理器，执行S5；
S5：控制根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤，所述车载电源参数信息采集装置还用于计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 61105DEST_PATH_IMAGE006
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 676894DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率；
所述车载电源参数信息采集装置还用于计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 173735DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 824159DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率；
所述车载电源参数信息采集装置还用于计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定，其中，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。
进一步地，所述加速度信息采集装置安装在待检测电动汽车的车载电源上。
进一步地，所述振动驱动装置包括底盘、振动台及设置在所述底盘与振动台之间的四个凸轮，四个所述凸轮设置在所述振动台的四周，四个所述凸轮的初始状态一致，所述底盘和振动台之间设置有多个限位件，所述限位件包括固定套筒及活动套筒，所述固定套筒的一端固定设置在所述底盘上，所述固定套筒的另一端滑动套接在所述活动套筒的一端上，所述活动套筒的另一端固定设置在所述振动台上，所述活动套筒与固定套筒之间设置有弹簧，所述弹簧沿竖直方向延伸，所述限位件用于在待检测电动汽车振动过程中使所述振动台与四个所述凸轮保持抵接关系，所述底盘上还设置有驱动四个所述凸轮同步转动的同步驱动装置。
进一步地，所述同步驱动装置包括变频器、电机、主动齿轮、从动齿轮、主动轴及从动轴，所述变频器及电机固定设置在所述底盘上，所述变频器与所述电机电性连接，所述变频器还与所述处理器电性连接，所述主动轴及从动轴均转动设置在所述底盘上，所述从动轴的长度方向与所述主动轴的长度方向平行，所述主动轴与所述电机的输出轴同轴连接，所述主动轴上同轴连接有两个所述凸轮，所述主动齿轮与所述主动轴同轴连接，所述从动齿轮与从动轴同轴连接，所述主动齿轮与从动齿轮之间通过链条传动，所述主动齿轮的模数与从动齿轮的模数一致，所述从动轴上同轴连接有两个所述凸轮。
进一步地，所述S1中单位时间小于最大疲劳损失工作时间，最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 972420DEST_PATH_IMAGE007
其中，Ni为应力幅值为
Figure 341084DEST_PATH_IMAGE008
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间。
本发明具有以下优点：
1、本发明具有模拟实际电动汽车在运行时，电动汽车动力电池的振动情况，充分研究电动汽车动力电池的稳定性、为电动汽车动力电池的优化提供参考的优点；
2、本发明将特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，使得本发明可以快速地找到损失最大频率，具有提高检测效率的优点。
附图说明
图1是本发明的用于展示一种电动汽车车载电源稳定性检测方法的步骤示意图；
图2是本发明的实施例1的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统用于展示振动驱动装置的示意图；
图3中是图2中A部分的局部放大示意图；
图4是本发明的另一个实施例的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统用于展示振动驱动装置的示意图；
图5是本发明的用于展示生成的加速度随时间变化的曲线的示意图；
图6是本发明的用于展示生成的加速度功率谱密度曲线的示意图；
图7是本发明实施例1一种电动汽车车载电源稳定性检测系统的示意图。
图中，1、底盘；2、振动台；3、凸轮；4、限位件；41、固定套筒；42、活动套筒；43、弹簧；5、电机；6、主动轴；61、主动齿轮；7、从动轴；71、从动齿轮；72、链条；8、液压缸。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1～7，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。
实施例1
参照图7，一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，包括，
振动驱动装置，用于承载待检测电动汽车并驱动待检测电动汽车振动；
加速度信息采集装置，用于获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息；
处理器，用于通过振动驱动装置控制待检测电动汽车的振动频率和振动时间；
车载电源参数信息采集装置，用于获取待检测电动汽车的振动过程中车载电源的参数信息。
下面依次对每个部分进行详细说明。
参照图2、3，在本实施中，振动驱动装置包括底盘1、振动台2及设置在底盘1与振动台2之间的四个凸轮3，四个凸轮3设置在振动台2的四周。四个凸轮3的初始状态一致。底盘1和振动台2之间设置有多个限位件4，限位件4包括固定套筒41及活动套筒42，固定套筒41的一端固定设置在底盘1上，固定套筒41的另一端滑动套接在活动套筒42的一端上，活动套筒42的另一端固定设置在所述振动台2上，活动套筒42与固定套筒41之间设置有弹簧43，弹簧43沿竖直方向延伸，限位件4用于在待检测电动汽车振动过程中使振动台2与四个凸轮3保持抵接关系。固定套筒41和活动套筒42的长度方向与竖直方向平行。
值得说明的是，限位件4用于在待检测电动汽车振动过程中使振动台2与四个凸轮3保持抵接关系具体是指，当凸轮3的顶点从最高处转动到最低处、振动台2从最高位置降低到最低高度时，弹簧43始终处于被拉伸的状态，弹簧43的形变力及振动台2本身的重力带着振动台2始终与凸轮3抵接，与凸轮3同频。同时，固定套筒41和活动套筒42的长度方向与竖直方向平行，沿竖直方向对振动台2限位，阻止振动台2在振动过程中在水平方向发生位移。
参照图2、3，本实施例中，底盘上还设置有驱动四个凸轮3同步转动的同步驱动装置。同步驱动装置包括变频器、电机5、主动齿轮61、从动齿轮71、主动轴6及从动轴7，变频器及电机5固定设置在底盘1上，变频器与电机5电性连接，变频器还与处理器电性连接，主动轴6及从动轴7均转动设置在底盘上，从动轴7的长度方向与主动轴6的长度方向平行，主动轴6与电机5的输出轴同轴连接，主动轴6上同轴连接有两个凸轮3，主动齿轮61与主动轴6同轴连接，从动齿轮71与从动轴7同轴连接，主动齿轮61与从动齿轮71之间通过链条72传动，主动齿轮61的模数与从动齿轮71的模数一致，从动轴7上同轴连接有两个凸轮3。
具体的，电机5转动，驱动主动齿轮61转动，带动从动齿轮71同步转动，使得主动轴6与从动轴7同步转动，从而达到驱动四个凸轮3同步转动的效果。处理器通过变频 器控制电机5的转速，从而达到间接控制振动台2的振动频率及待检测电动汽车的振动频率的效果。
参照图4，还值得说明的是，在另一个实施例中，本系统的振动驱动装置包括底盘1、振动台2及设置在底盘1与振动台2之间的四个液压缸8，四个液压缸8分别安装在振动台2的四周，四个液压缸8的活塞杆沿竖直方向延伸。液压缸8的活塞杆与振动台2铰接，液压缸8远离活塞杆的一端固定设置在底盘1上。四个液压缸8均连接有变频器，四个变频器均与处理器连接，处理器通过四个变频器控制液压缸8伸缩的频率。
具体的，该振动驱动装置不止可以实现驱动待检测电动汽车处于水平状态时进行振动，还可以实现驱动待检测电动汽车处于倾斜状态时进行振动，可以模拟更多现实路况，对待检测电动汽车的车载电源进行稳定性检测。
值得说明的是，加速度信息采集装置为加速度传感器，安装在待检测电动汽车的车载电源上，直接检测待检测电动汽车的车载电源在竖直方向的加速度信息，提高加速度检测的准确性，避免将加速度传感器安装在电动汽车的表面后，在振动因电动汽车自身的减震装置带来的加速度检测误差。
本实施中，处理器的硬件结构可包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可包括其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
处理器还包括存储器。存储器可以是处理器的内部存储单元，例如处理器的硬盘或内存。存储器也可以是处理器的外部存储设备，例如处理器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。存储器还可以既包括处理器的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及处理器所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
车载电源参数信息采集装置，包括但不限于电压采样电路、电流采样电路及温度传感器等参数采集单元，电压采样电路、电流采样电路及温度传感器等参数采集单元的输出端均与处理器电性连接。电压采样电路、电流采样电路及温度传感器等参数采集单元均安装在电动汽车的车载电源上，获取待检测电动汽车的振动过程中的车载电源的参数信息包括但不限于输出电压信息、输出电流信息及温度信息，处理器根据输出电压信息、输出电流信息及温度信息等参数信息判断车载电源在振动过程中是否工作异常，如过压输出、过流输出、断路及短路等情况，并生成输出电压信息随时间变化的曲线图、输出电流随时间变化的曲线图、车载电源的温度随时间变化的曲线图，方便操作人员观察电动汽车的车载电源的工作状态。
值得说明的是，本实施例中，车载电源参数信息采集装置还用于计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 376036DEST_PATH_IMAGE009
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 146546DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率。
还用于计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 975962DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 566343DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率。
车载电源参数信息采集装置还用于计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定。值得说明的是，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到，例如剔除历史数据中的异常数据后，对历史数据求算术平均值为车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，或剔除历史数据中的异常数据后，取差值ΔSOC的最大值为车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax。
使用本系统检测电动汽车车载电源稳定性包括以下步骤，
S1：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，加速度信息采集装置获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息并发送至处理器，其中，采集待检测电动汽车的竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间T2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
结合图5、6，S2：处理器根据获取的待检测电动汽车的车载电源在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，其中，在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线图的横坐标为时间，在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线纵坐标为待检测电动汽车的车载电源在竖直方向的加速度；处理器根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，其中，加速度功率谱密度曲线图的横坐标为频率，加速度功率谱密度曲线图的纵坐标为加速度功率谱密度，执行S3；
S3：处理器根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间T1，车载电源参数信息采集装置采集该单位时间内待检测电动汽车的车载电源的参数信息并发送至处理器，执行S5；
S5：控制根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤，将与待检测电动汽车型号相同的电动汽车的进行多次测试后，获取历史数据，计算车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 670565DEST_PATH_IMAGE009
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 935062DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 669800DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 950740DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定，其中，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。
值得说明的是，本实施例的单位时间小于最大疲劳损失工作时间，最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 501063DEST_PATH_IMAGE010
其中，Ni为应力幅值为
Figure 183849DEST_PATH_IMAGE011
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间，从而确定最大疲劳损失工作时间，确保在待检测电动汽车在测试过程中不会因疲劳破坏结构；
具体的，在步骤S1时，待检测电动汽车的车载电源处于关闭状态，在步骤S4中待检测电动汽车的车载电源处于开启状态。
值得说明的是，车辆是一个非常复杂的多自由“质量-刚性-阻尼”系统，当车辆在路面上行驶时，在不平路面和发动机的共同激励下产生振动。一般地，路面不平激励主要集中在低频区，对于路面在常用车速下，路面激励的频率范围是0.33Hz-28.3Hz，故本系统将特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，使得本系统可以快速地找到损失最大频率，提高检测效率。损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，而在损失最大频率下，待检测电动汽车的振动最大，即待检测电动汽车的车载电源在待检测电动汽车行驶时发生振动的过程中所处的最恶劣的环境，而不同型号的电动汽车由于自身结构或材料特性的原因，损失最大频率并不一致，故本系统可以充分研究不同型号的电动汽车的车载电源的稳定性。
还值得说明的是，处理器可以通过ADAMS(Automatic Dynamic Analysis ofMechanical Systems)软件根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，或使用matalab软件对加速度随时间变化的曲线进行傅里叶变换生成加速度功率谱密度曲线。
实施例2
参照图1，一种电动汽车车载电源稳定性检测方法，包括以下步骤，
S1：控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息，其中，采集待检测电动汽车的竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间T2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
S2：根据获取的待检测电动汽车的在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，其中，在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线图的横坐标为时间，在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线纵坐标为待检测电动汽车的车载电源在竖直方向的加速度；处理器根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，其中，加速度功率谱密度曲线图的横坐标为频率，加速度功率谱密度曲线图的纵坐标为加速度功率谱，执行S3；
S3：根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间T1，并采集该单位时间内待检测电动汽车的车载电源的参数信息，执行S5；
S5：根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤，将与待检测电动汽车型号相同的电动汽车的进行多次测试后，获取历史数据，计算车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 355067DEST_PATH_IMAGE012
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 152996DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 333442DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 247565DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率，计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定，其中，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。
值得说明的是，本实施例的单位时间小于最大疲劳损失工作时间，最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 324105DEST_PATH_IMAGE013
其中，Ni为应力幅值为
Figure 579637DEST_PATH_IMAGE011
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间，从而确定最大疲劳损失工作时间，确保在待检测电动汽车在测试过程中不会因疲劳破坏结构；
具体的，在步骤S1时，待检测电动汽车的车载电源处于关闭状态，在步骤S4中待检测电动汽车的车载电源处于开启状态。
值得说明的是，S2中可以通过ADAMS(Automatic Dynamic Analysis ofMechanical Systems)软件根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，或使用matalab软件对加速度随时间变化的曲线进行傅里叶变换生成加速度功率谱密度曲线。
还值得说明的是，车辆是一个非常复杂的多自由“质量-刚性-阻尼”系统，当车辆在路面上行驶时，在不平路面和发动机的共同激励下产生振动。一般地，路面不平激励主要集中在低频区，对于路面在常用车速下，路面激励的频率范围是0.33Hz-28.3Hz，故本方法将特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，可以使得本方法可以快速地找到损失最大频率，提高检测效率。损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，而在损失最大频率下，待检测电动汽车的振动最大，即待检测电动汽车的车载电源在待检测电动汽车行驶时发生振动的过程中所处的最恶劣的环境，而不同的电动汽车由于自身结构或材料特性的原因，损失最大频率并不一致，故本方法可以充分研究不同型号的电动汽车的车载电源的稳定性。
参照图5、6，还值得说明的是，S4采集的车载电源的参数信息，包括但不限于输出电压信息、输出电流信息及温度信息，根据输出电压信息、输出电流信息及温度信息判断车载电源在振动过程中是否工作异常，如过压输出、过流输出、断路及短路等情况。
值得说明的是，本实施例中，S5还包括计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 767036DEST_PATH_IMAGE014
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 188528DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率。
还包括计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 701549DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 241114DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率。
还包括计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定。值得说明的是，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。

Claims (7)

1.一种电动汽车车载电源稳定性检测方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息，其中，采集待检测电动汽车的竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间t2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
S2：根据获取的待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，其中，将每一次生成的所述加速度功率谱密度曲线进行储存备份，执行S3；
S3：根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间t1，并采集该单位时间t1内待检测电动汽车的车载电源的参数信息，执行S5；
S5：根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤:
S51:将与待检测电动汽车型号相同的电动汽车的进行多次测试后，获取历史数据，计算车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax；
S52:计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 548179DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率;
S53：计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 249288DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率;
S54：计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定，其中，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载电源稳定性检测方法，其特征在于，所述S1中最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 847759DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ni为应力幅值为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间。
3.一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，其特征在于，包括，
振动驱动装置，用于承载待检测电动汽车并驱动待检测电动汽车振动；
加速度信息采集装置，用于获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息；
处理器，用于通过振动驱动装置控制待检测电动汽车的振动频率和振动时间；
车载电源参数信息采集装置，用于获取待检测电动汽车的振动过程中车载电源的参数信息；
本系统检测电动汽车车载电源稳定性包括以下步骤，
S1：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车在特定振动频率范围内振动，振动过程中，控制待检测电动汽车的振动频率逐渐增大，加速度信息采集装置获取待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息并发送至处理器，其中，采集待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息所间隔的单位时间t2小于电动汽车的最大疲劳损失工作时间，所述特定振动频率范围设置为0.2Hz-30Hz，执行S2；
S2：处理器根据获取的待检测电动汽车在竖直方向的加速度信息生成加速度随时间变化的曲线，处理器根据加速度随时间变化的曲线生成加速度功率谱密度曲线，执行S3；
S3：处理器根据加速度功率谱密度曲线确定损失最大频率，所述S3中损失最大频率为加速度功率谱密度曲线的峰值点所对应的频率，执行S4；
S4：处理器通过振动驱动装置控制待检测电动汽车按照损失最大频率振动单位时间t1，车载电源参数信息采集装置采集该单位时间t1内待检测电动汽车的车载电源的参数信息并发送至处理器，执行S5；
S5：控制根据采集的车载电源的参数信息判断待检测电动汽车的车载电源的稳定性，所述S5具体包括以下步骤:
S51:将与待检测电动汽车型号相同的电动汽车的进行多次测试后，获取历史数据，计算车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax;
S52:所述车载电源参数信息采集装置还用于计算完成单位时间振动后电动汽车的车载电源荷电状态SOC1：
Figure 991294DEST_PATH_IMAGE006
其中，U1为振动过程中电池的放电电压，I1为振动过程中电池的放电电流，T1代表振动过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 17019DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率；
S53:所述车载电源参数信息采集装置还用于计算同一车载电源初始状态的电动汽车处于平稳状态运行单位时间后电动汽车的车载电源荷电状态SOC2：
Figure 752894DEST_PATH_IMAGE003
其中，U2为平稳状态运行过程中电池的放电电压，I2为平稳状态运行过程中电池的放电电流，T2代表平稳状态运行过程中的温度，SOH为电池的健康状态，Kdis表示电池的自放电率，
Figure 669903DEST_PATH_IMAGE002
表示车载电源的充放电效率；
S54:所述车载电源参数信息采集装置还用于计算比较SOC1和SOC2之间的差值绝对值ΔSOC，车载电源参数信息采集装置内设置有车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax，若判断ΔSOC>ΔSOCmax，则判断车载电源稳定性较差；若判断ΔSOC<ΔSOCmax，则判断车载电源较为稳定，其中，车载电源荷电状态差值最大阈值ΔSOCmax由与待检测电动汽车型号相同的电动汽车进行多次测试后的历史数据计算得到。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，其特征在于，所述加速度信息采集装置安装在待检测电动汽车的车载电源上。
5.根据权利要求3所述的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，其特征在于，所述振动驱动装置包括底盘(1)、振动台(2)及设置在所述底盘(1)与振动台(2)之间的四个凸轮(3)，四个所述凸轮(3)设置在所述振动台(2)的四周，四个所述凸轮(3)的初始状态一致，所述底盘(1)和振动台(2)之间设置有多个限位件(4)，所述限位件(4)包括固定套筒(41)及活动套筒(42)，所述固定套筒(41)的一端固定设置在所述底盘(1)上，所述固定套筒(41)的另一端滑动套接在所述活动套筒(42)的一端上，所述活动套筒(42)的另一端固定设置在所述振动台(2)上，所述活动套筒(42)与固定套筒(41)之间设置有弹簧(43)，所述弹簧(43)沿竖直方向延伸，所述限位件(4)用于在待检测电动汽车振动过程中使所述振动台(2)与四个所述凸轮(3)保持抵接关系，所述底盘(1)上还设置有驱动四个所述凸轮(3)同步转动的同步驱动装置。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，其特征在于，所述同步驱动装置包括变频器、电机(5)、主动齿轮(61)、从动齿轮(71)、主动轴(6)及从动轴(7)，所述变频器及电机(5)固定设置在所述底盘(1)上，所述变频器与所述电机(5)电性连接，所述变频器还与所述处理器电性连接，所述主动轴(6)及从动轴(7)均转动设置在所述底盘(1)上，所述从动轴(7)的长度方向与所述主动轴(6)的长度方向平行，所述主动轴(6)与所述电机(5)的输出轴同轴连接，所述主动轴(6)上同轴连接有两个所述凸轮(3)，所述主动齿轮(61)与所述主动轴(6)同轴连接，所述从动齿轮(71)与从动轴(7)同轴连接，所述主动齿轮(61)与从动齿轮(71)之间通过链条(72)传动，所述主动齿轮(61)的模数与从动齿轮(71)的模数一致，所述从动轴(7)上同轴连接有两个所述凸轮(3)。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种电动汽车车载电源稳定性检测系统，其特征在于，所述S1最大疲劳损失工作时间的计算方法为：
Figure 542044DEST_PATH_IMAGE004
其中，Ni为应力幅值为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
时待检测电动汽车破坏的平均激励周期数，ni为应力幅值的实际激励周期数，D为按任意次序受到应力幅值的激励ni次的总损伤度，i=1,2，...，r；当总损伤度D小于1时，待检测电动汽车的结构不会发生破坏；根据设置的D值计算ni，确定最大疲劳损失工作时间。
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