CN111707487B - 电池包顶部挤压测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池测试技术领域，具体公开了电池包顶部挤压测试设备，包括龙门架、伸缩机构和挤压头，伸缩机构上端与龙门架固定连接，伸缩机构下端与挤压头连接，伸缩机构用于带动挤压头在竖直方向上移动，对电池包进行挤压；还包括：控制模块，用于接收测试信息，基于测试信息向驱动模块发送挤压指令；驱动模块，用于接收挤压指令并控制伸缩机构竖直向下移动；采集模块，用于采集挤压头的压力信息并发送至控制模块；其中，控制模块还基于测试信息判断压力信息是否满足要求，如果满足，向驱动模块发送停止挤压指令；如果不满足，向驱动模块发送调整后的挤压指令。采用本发明的技术方案能够精确进行电池包的顶部挤压测试。

Description

电池包顶部挤压测试设备

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，特别涉及电池包顶部挤压测试设备。

背景技术

电动汽车中，其核心就是电池包；而电池包的安全性直接关系到整车的安全性。由于电动汽车复杂的使用环境容易对电池包产生影响，使电池包面临着失效的风险。

为此需要对电池包进行严格的测试。目前，针对电池包机械可靠性测试评价方法主要包括振动、机械冲击、模拟碰撞和挤压等。例如公开号为CN206804428U的中国专利公开了一种电池挤压试验机，包括主机、动力系统和控制器；主机包括安装体和挤压组件；安装体包括底板、前板、后板、载物台与若干平行设置的导杆，挤压组件包括挤压头与驱动块。

上述方案能够从水平方向对不同尺寸的电池包进行挤压。但是在研发过程中也需要对电池包本身遭到顶部方向掉落的物体冲击破坏的情况进行模拟，因此，也需要一种针对电池包顶部挤压测试设备。但是现有的测试设备主要是为了得出测试通过或者不通过的结论，对精度要求不是太高。而研发过程中，需要精确知晓不同的挤压位置和力度对电池包的影响，以验证电池包的结构强度是否满足整车设计要求，以及为改进提供数据支持。

为此，需要一种能精确进行电池包顶部挤压测试的测试设备。

发明内容

本发明提供了电池包顶部挤压测试设备，能够精确进行测试。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

电池包顶部挤压测试设备，包括龙门架、伸缩机构和挤压头，伸缩机构上端与龙门架固定连接，伸缩机构下端与挤压头连接，伸缩机构用于带动挤压头在竖直方向上移动，对电池包进行挤压；还包括：

控制模块，用于接收测试信息，基于测试信息向驱动模块发送挤压指令；

驱动模块，用于接收挤压指令并控制伸缩机构竖直向下移动；

采集模块，用于采集挤压头的压力信息并发送至控制模块；

其中，控制模块还基于测试信息判断压力信息是否满足要求，如果满足，向驱动模块发送停止挤压指令；如果不满足，向驱动模块发送调整后的挤压指令。

基础方案原理及有益效果如下：

本方案中，通过控制模块获取测试信息，根据测试信息向驱动模块发送挤压指令，免去了传统的挤压测试设备由人工操作，准确度低的问题。控制模块还判断压力信息是否满足要求，在不满足要求时，实时调整挤压指令，实现了挤压的闭环控制，能够精准的控制压力，进行挤压测试。

进一步，所述伸缩机构包括动作缸和伺服电机，伺服电机用于带动动作缸在竖直方向上向上或向下移动；驱动模块用于控制伺服电机正向转动，使动作缸向下移动。

伺服电机可以精确的控制速度和转动位置，能够精确的带动动作缸向下移动。

进一步，所述控制模块还用于向驱动模块发送停止挤压指令后，进行计时，并基于测试信息判断当前时长是否满足要求，如果满足要求，向驱动模块发送复位指令；驱动模块用于接收复位指令并控制伺服电机反向转动，使动作缸向上移动。

能够按照规定的时长进行挤压，以满足测试要求。

进一步，还包括挤压头连接板和挤压头安装板；挤压头连接板与动作缸的底部固定连接，挤压头安装板与挤压头连接板的底部固定连接，挤压头与挤压头安装板可拆卸连接。

通过设置挤压头安装板，便于根据不同的测试需求在挤压头安装板上更换不同的挤压头。

进一步，还包括固定机构，固定机构位于龙门架的正下方；固定机构包括固定板和四个固定夹具，四个固定夹具分别固定连接在固定板的四个角落上。

设置固定机构能对动力电池包进行固定，还能将动力电池包的顶部表面暴露出来，便于挤压头在水平方向对动力电池包顶部进行挤压测试。

进一步，所述测试信息包括挤压速度、挤压力和保持时间。

便于测试人员直接输入预定的挤压速度、挤压力和保持时间，然后挤压测试设备自动进行测试。

进一步，所述伺服电机还用于向驱动模块发送转速信息；驱动模块还基于挤压速度判断转速信息是否满足要求，如果不满足，驱动模块还用于调整伺服电机的转速。

通过转速的闭环控制，能保证挤压速度满足要求。

进一步，所述采集模块还用于采集挤压头的位移信息，并发送至控制模块。

通过挤压头的位移信息为后期计算电池包被挤压的深度提供数据支持。

进一步，还包括遥控端，遥控端与控制模块信号连接，遥控端用于获取测试信息并发送至控制模块。

测试人员可以通过遥控端远程操作挤压测试设备，使用方便。

进一步，遥控端为手机或平板。

附图说明

图1为电池包顶部挤压测试设备实施例一的正视图；

图2为电池包顶部挤压测试设备实施例三固定机构的侧视图；

图3为图2中A部的纵剖图；

图4为图2中B部的纵剖图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：龙门架1、动作缸2、伺服电机3、挤压头连接板4、挤压头安装板5、挤压头6、固定板7、固定夹具8、电池包9、移动轮组10、推动组11、移动轮12、连接杆13、转轴14、扭簧15、第一插销16、第一电磁铁17、高压气瓶18、喷射管19、塞子20、第二插销21、第二电磁铁22。

实施例一

如图1所示，本实施例的电池包顶部挤压测试设备，包括龙门架1、伸缩机构、挤压头6、固定机构、控制模块、驱动模块和采集模块。

龙门架1包括立柱和横梁。

伸缩机构包括动作缸2和伺服电机3，伺服电机3用于带动动作缸2在竖直方向上向下或向上移动；通过伺服电机3控制动作缸2的向下或者向上移动属于现有技术，这里不再赘述。

动作缸2的顶部与龙门架1的横梁通过螺栓固定连接；

还包括挤压头连接板4和挤压头安装板5；挤压头连接板4与动作缸2的底部固定连接，挤压头安装板5与挤压头连接板4的底部固定连接，挤压头6通过螺栓可拆卸连接在挤压头安装板5上。整体上动作缸2带动挤压头6在竖直方向上移动，对电池包9进行挤压。本实施例中，挤压头6采用正方形板片，在其他实施例中，挤压头6也可以采用球形。

固定机构位于龙门架1横梁的正下方；固定机构包括固定板7和四个固定夹具8，四个固定夹具8分别焊接在固定板7的四个角落上。本实施例中，固定夹具8通过螺纹转动的方式对放置于固定板7上的电池包9进行夹紧固定。

控制模块用于接收测试信息，基于测试信息向驱动模块发送挤压指令。本实施例中，测试信息包括挤压速度、挤压力和保持时间。挤压指令为测试信息经过处理后的机器语言。

驱动模块用于接收挤压指令并控制伺服电机3正向转动，使动作缸2向下移动。

采集模块用于采集挤压头6的压力信息并发送至控制模块；

控制模块还基于测试信息中的挤压力判断压力信息是否满足要求，如果满足，向驱动模块发送停止挤压指令；如果不满足，向驱动模块发送调整后的挤压指令。本实施例中，压力信息满足要求指压力信息中包含的压力等于挤压力；调整后的挤压指令指根据采集的压力信息进行挤压力调整的挤压指令，例如压力信息中包含的压力小于测试信息中的挤压力，则加大实时挤压力。

控制模块还用于向驱动模块发送停止挤压指令后，进行计时，并基于测试信息中的保持时间判断当前时长是否满足要求，如果满足要求，向驱动模块发送复位指令；驱动模块用于接收复位指令并控制伺服电机3反向转动，使动作缸2向上移动。本实施例中，当前时长满足要求指当前时长等于保持时间。

伺服电机3还用于向驱动模块发送转速信息；驱动模块还基于挤压速度判断转速信息是否满足要求，如果不满足，驱动模块还用于调整伺服电机3的转速。

采集模块还用于采集挤压头6的位移信息，并发送至控制模块。

实施例二

本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中还包括遥控端，遥控端与控制模块信号连接，遥控端用于获取测试信息并发送至控制模块。遥控端采用手机或平板，本实施例中采用手机。

实施例三

本实施例和实施例一的区别在于，如图2所示，本实施例中还包括移动轮组10和推动组11。

移动轮组10的数量为四个，分别设置在固定板7的四个角上。如图3所示，移动轮组10包括移动轮12、连接杆13、转轴14、扭簧15、第一插销16和第一电磁铁17。连接杆13一端与移动轮12转动连接，连接杆13另一端通过转轴14转动连接在固定板7上，转轴14穿过扭簧15。转轴14上开有第一插销孔，固定板7设置有限位环；初始状态时，第一插销16穿过限位环插入第一插销孔内以限制转轴14转动，连接杆13水平设置，移动轮12不与地面接触；第一电磁铁17固定在第一插销16正投影下的地面内。第一插销16为铁质，第一电磁铁17用于在通电时吸附第一插销16，使第一插销16脱离第一插销孔。扭簧15用于第一插销16脱离后带动连接杆13向竖直方向转动，使移动轮12与地面接触。

推动组11的数量为两个，分别设置在固定板7正对的两侧。如图4所示，推动组11包括高压气瓶18、喷射管19、塞子20、第二插销21和第二电磁铁22。高压气瓶18水平固定在固定板7的侧面，喷射管19水平设置，喷射管19与高压气瓶18的出气管连接。高压气瓶18内存储有惰性气体，例如氮气。喷射管19竖直开有第二插销孔，第二插销21插入第二插销孔内。塞子20位于喷射管19内，第二插销21用于限制塞子20的位移，塞子20用于堵塞喷射管19，防止高压气瓶18内的气体喷出。第二电磁铁22固定在第二插销21正投影下的地面内，第二插销21为铁质，第二电磁铁22用于在通电时吸附第二插销21，使第二插销21脱落第二插销孔。

采集模块还用于采集电池包9的温度，控制模块还用于判断温度是否超过温度警戒值，如果超过，控制模块还用于向驱动模块发送复位指令以及吸附指令，驱动模块用于接收吸附指令并控制第一电磁铁17和第二电磁铁22通电。

当电池包9受到挤压将要产生爆炸时，电池包9的温度会异常升高，当温度超过温度警戒值时，动作缸2向上移动，第一电磁铁17和第二电磁铁22分别吸附第一插销16和第二插销21。

当第一插销16从第一插销孔脱落后，扭簧15带动转轴14转动，连接杆13转向竖直方向，移动轮12与地面接触。第二插销21从第二插销孔脱离，塞子20被气体推出喷射管19，气体喷射的作用力推动固定机构远离伸缩机构及龙门架。在其他实施例中，还可以设置轨道，使固定机构沿轨道移动，以及在轨道末端设置水槽等，电池包9掉入水槽进行灭火等处理。

本方案能在电池包9即将爆炸时让电池包9远离伸缩机构，避免对伸缩机构，以及伸缩机构旁的人员等产生影响。由于电池包9连同固定机构需要被浸入水中等处理，故固定机构上没有电路结构以及控制系统，避免进水后产生影响。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.电池包顶部挤压测试设备，包括龙门架、伸缩机构和挤压头，伸缩机构上端与龙门架固定连接，伸缩机构下端与挤压头连接，伸缩机构用于带动挤压头在竖直方向上移动，对电池包进行挤压；其特征在于，还包括：

控制模块，用于接收测试信息，基于测试信息向驱动模块发送挤压指令；

驱动模块，用于接收挤压指令并控制伸缩机构竖直向下移动；

采集模块，用于采集挤压头的压力信息并发送至控制模块；

其中，控制模块还基于测试信息判断压力信息是否满足要求，如果满足，向驱动模块发送停止挤压指令；如果不满足，向驱动模块发送调整后的挤压指令；

所述伸缩机构包括动作缸和伺服电机，伺服电机用于带动动作缸在竖直方向上向上或向下移动；驱动模块用于控制伺服电机正向转动，使动作缸向下移动；

所述控制模块还用于向驱动模块发送停止挤压指令后，进行计时，并基于测试信息判断当前时长是否满足要求，如果满足要求，向驱动模块发送复位指令；驱动模块用于接收复位指令并控制伺服电机反向转动，使动作缸向上移动；

还包括挤压头连接板和挤压头安装板；挤压头连接板与动作缸的底部固定连接，挤压头安装板与挤压头连接板的底部固定连接，挤压头与挤压头安装板可拆卸连接；

还包括固定机构，固定机构位于龙门架的正下方；固定机构包括固定板和四个固定夹具，四个固定夹具分别固定连接在固定板的四个角落上；

还包括移动轮组和推动组；

移动轮组的数量为四个，分别设置在固定板的四个角上；

移动轮组包括移动轮、连接杆、转轴、扭簧、第一插销和第一电磁铁；

连接杆一端与移动轮转动连接，连接杆另一端通过转轴转动连接在固定板上，转轴穿过扭簧；转轴上开有第一插销孔，固定板设置有限位环；初始状态时，第一插销穿过限位环插入第一插销孔内以限制转轴转动，连接杆水平设置，移动轮不与地面接触；第一电磁铁固定在第一插销正投影下的地面内；第一插销为铁质，第一电磁铁用于在通电时吸附第一插销，使第一插销脱离第一插销孔；扭簧用于第一插销脱离后带动连接杆向竖直方向转动，使移动轮与地面接触；

推动组的数量为两个，分别设置在固定板正对的两侧；

推动组包括高压气瓶、喷射管、塞子、第二插销和第二电磁铁；

高压气瓶水平固定在固定板的侧面，喷射管水平设置，喷射管与高压气瓶的出气管连接；高压气瓶内存储有惰性气体，喷射管竖直开有第二插销孔，第二插销插入第二插销孔内，塞子位于喷射管内，第二插销用于限制塞子的位移，塞子用于堵塞喷射管，防止高压气瓶内的气体喷出，第二电磁铁固定在第二插销正投影下的地面内，第二插销为铁质，第二电磁铁用于在通电时吸附第二插销，使第二插销脱落第二插销孔；

采集模块用于采集电池包的温度，控制模块用于判断温度是否超过温度警戒值，如果超过，控制模块还用于向驱动模块发送复位指令以及吸附指令，驱动模块用于接收吸附指令并控制第一电磁铁和第二电磁铁通电。

2.根据权利要求1所述的电池包顶部挤压测试设备，其特征在于：所述测试信息包括挤压速度、挤压力和保持时间。

3.根据权利要求2所述的电池包顶部挤压测试设备，其特征在于：所述伺服电机还用于向驱动模块发送转速信息；驱动模块还基于挤压速度判断转速信息是否满足要求，如果不满足，驱动模块还用于调整伺服电机的转速。

4.根据权利要求3所述的电池包顶部挤压测试设备，其特征在于：所述采集模块还用于采集挤压头的位移信息，并发送至控制模块。

5.根据权利要求4所述的电池包顶部挤压测试设备，其特征在于：还包括遥控端，遥控端与控制模块信号连接，遥控端用于获取测试信息并发送至控制模块。

6.根据权利要求5所述的电池包顶部挤压测试设备，其特征在于：遥控端为手机或平板。

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