CN112382820B

CN112382820B - 一种主动控制电池保护装置及其控制方法

Info

Publication number: CN112382820B
Application number: CN202011258890.8A
Authority: CN
Inventors: 高大威; 孙江; 赵礼辉; 常高爽; 王浩源; 倪洋溢
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: Kong Xiaoxiao
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2040-11-12
Also published as: CN112382820A

Abstract

本发明涉及新能源电动汽车配套设备领域，尤其涉及一种主动控制电池保护装置及其控制方法，包括电池保护壳、滑动设置在电池保护壳底部的移动组件；电池保护壳包括用于缓冲电池的缓冲组件，移动组件内设有使电池保护壳移动的驱动部，驱动部、缓冲组件电性连接有ECU。在汽车门槛梁内侧安装传感器，确定传感器至电池保护壳的距离D；将距离D输入至ECU中，ECU通过内部储存数据判定汽车门槛梁受碰撞时的入侵量y是否＞D，如果入侵量y＞D,ECU控制驱动部使电池保护壳沿碰撞的反方向移动。通过本发明的装置，能对电池包进行保护。

Description

一种主动控制电池保护装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车配套设备领域，尤其涉及一种主动控制电池保护装置及其控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，车辆的保有量在不断增加，随着车辆的增加，带来的是环境的破坏，因此电动汽车随之诞生，随着越来越多的电动汽车参与到交通安全中，车辆难免地会发生碰撞。大部分电动汽车的电池包布置在汽车底板上部。电池包与门槛梁有一定的相对距离。当发生碰撞时，门槛梁距离电池包的距离比较近，在侧碰撞过程中门槛梁很容易入侵到电池包内部，将电池包损坏，然而电池包的维修消耗的成本又比较高，对于人们维修车辆带来极大的不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动控制电池保护装置及其控制方法，以解决上述问题，当发生碰撞时，门槛梁侵入到电池包有一定时间，利用控制技术及时间差，提前能对电池包进行保护。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种主动控制电池保护装置，包括电池保护壳、滑动设置在所述电池保护壳底部的移动组件；

所述电池保护壳包括用于缓冲电池的缓冲组件，所述移动组件内设有使所述电池保护壳移动的驱动部，所述驱动部、缓冲组件电性连接有ECU。

优选的，所述缓冲组件包括两个支撑板，两个所述支撑板为框型结构，其中所述支撑板套在另一个所述支撑板的内侧，两个所述支撑板之间固定连接有气囊，外侧所述支撑板上开设有与所述气囊连通的气孔，所述气孔通过管路连通有气泵，所述气泵与所述ECU电性连接。

优选的，所述气囊外部轮廓为波浪形结构，所述气囊包括由内至外依次胶接的内胶层、帘布层、外胶层。

优选的，所述移动组件包括固定架，所述固定架内部两侧固定连接有齿条，所述齿条啮合有齿轮，所述固定架两侧顶部固定连接有滑轨，所述滑轨对应设置在所述齿条上方，所述齿轮与所述驱动部轴接。

优选的，所述驱动部包括与所述齿轮轴接的电机，所述电机固定连接有电机安装架，所述电机安装架固定连接在所述支撑板底部，所述电机与所述ECU电性连接。

优选的，所述滑轨为C型结构，所述滑轨内壁固定连接有橡胶膜，所述滑轨套在所述齿轮外侧。

一种主动控制电池保护装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤一，在汽车门槛梁内侧安装传感器，确定所述传感器至电池保护壳的距离D；

步骤二，将步骤一中的距离D输入至所述ECU中，ECU通过内部储存数据判定汽车门槛梁受碰撞时的入侵量y；

步骤三，所述ECU经过计算判定入侵量y是否＞D，如果入侵量y＞D,则ECU控制驱动部使电池保护壳1沿碰撞的反方向移动，同时ECU控制所述缓冲组件保护所述电池保护壳内的电池，如果入侵量y＜D，则ECU控制所述缓冲组件为所述电池保护壳内的电池提供缓冲。

优选的，步骤二中ECU的内部存储数据通过如下方式得出：

将碰撞初速度值为自变量x，因变量为入侵量y，绘制散点图，通过散点图确定符合二次多项式曲线的趋势，通过y＝a*x²+b*x+c确定入侵量y的值，其中a、b、c均为拟合参数，确定决定系数R²，决定系数通过如下公式得出：

其中R²表示自变量或误差对因变量的相关性，n表示测量点个数，i表示第几个入侵量y；

将公式y＝a*x²+b*x+c进行回归分析得到回归方程，将得到的回归方程导入到所述ECU，作为所述ECU的内部储存数据。

优选的，步骤一中所述传感器包括距离传感器和速度传感器

本发明具有如下技术效果：

本发明结构巧妙、简单。当车辆未发生碰撞时，缓冲组件可以降低车辆在发生急转弯等横摆行驶过程中电池的振动强度，延长电池的使用寿命。当车辆发生碰撞时，能够提前移动电池包，避免门槛梁入侵接触到电池包造成损坏。保护了电池包从而极大保护了驾驶员及乘员的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为缓冲组件结构示意图；

图3为支撑板与气囊连接结构示意图；

图4为本发明实施例碰撞初速度与侵入量关系散点图；

图5为本发明实施例碰撞初速度与侵入关系曲线图；

图6为本发明控制方法的流程示意图。

其中，1为电池保护壳、101为支撑板、102为气囊、103为气孔、2为托板、3为固定架、301为齿条、302为滑轨、4为电机安装架、401为齿轮。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-6所示，本发明提供一种主动控制电池保护装置，包括电池保护壳1、滑动设置在电池保护壳1底部的移动组件；

电池保护壳1包括用于缓冲电池的缓冲组件，移动组件内设有使电池保护壳1移动的驱动部，驱动部、缓冲组件电性连接有ECU。

进一步优化方案，缓冲组件包括两个支撑板101，两个支撑板101为框型结构，其中支撑板101套在另一个支撑板101的内侧，两个支撑板101之间固定连接有气囊102，外侧支撑板101上开设有与气囊102连通的气孔103，气孔103通过管路连通有气泵，气泵与ECU电性连接。

进一步优化方案，气囊102外部轮廓为波浪形结构，气囊102包括由内至外依次胶接的内胶层、帘布层、外胶层。通过密封橡胶垫，内置夹于两个支撑板101之间，类似于法兰连接。再通过螺栓连接，这样能保证气囊102良好的气密性；内侧的支撑板101内壁上固定有橡胶，以达到电池包与支撑板101的柔性接触。

进一步优化方案，移动组件包括固定架3，固定架3内部两侧固定连接有齿条301，齿条301啮合有齿轮401，固定架3两侧顶部固定连接有滑轨302，滑轨302对应设置在齿条301上方，齿轮401与驱动部轴接。固定架3与汽车车架固定连接。

进一步优化方案，驱动部包括与齿轮401轴接的电机，电机固定连接有电机安装架4，电机安装架4固定连接在支撑板101底部，电机与ECU电性连接。

进一步优化方案，滑轨302为C型结构，滑轨302内壁固定连接有橡胶膜，滑轨302套在齿轮401外侧。

一种主动控制电池保护装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤一，在汽车门槛梁内侧安装传感器，确定传感器至电池保护壳1的距离D＝170mm；传感器包括距离传感器和速度传感器。

步骤二，将步骤一中的距离传感器检测到的距离D输入至ECU中，当车辆发生碰撞时，汽车门槛梁内侧的速度传感器检测到碰撞初速度值并将其传至ECU，ECU通过内部储存数据判定汽车门槛梁受碰撞时的入侵量y；

步骤三，ECU经过计算判定入侵量y是否＞170mm，如果入侵量y＞170mm,则ECU控制电机转动带动齿轮401高速运转，齿轮401与齿条301啮合从而使电池保护壳1沿碰撞的反方向移动，迅速增加了门槛梁到电池包的相对距离，避免门槛梁入侵到电池包损坏到电池包，同时ECU控制气泵工作，将气囊102充满气体保护电池保护壳1内的电池，如果入侵量y＜D，则ECU根据入侵量y的大小控制气泵工作，为气囊102补充气体，入侵量y越大则气泵为气囊102充气量越大，入侵量y越小则气泵为气囊102充气量越小，此时的气压能够衰减电池横摆运动带来的振动，起到一个阻尼器的作用。

进一步优化方案，步骤二中ECU的内部存储数据通过如下方式得出：

在汽车门槛梁内侧安装速度传感器，确定门槛梁内侧的碰撞初速度值，将碰撞初速度值为自变量x，因变量为入侵量y，绘制散点图，通过散点图确定符合二次多项式曲线的趋势，通过y＝a*x²+b*x+c确定入侵量y的值，其中a、b、c均为拟合参数，确定决定系数R²，决定系数通过如下公式得出：

其中R²表示自变量或误差对因变量的相关性，n表示测量点个数，i表示第几个入侵量y；本实施例采用了7个测量点，计算得出R²＝0.998，从而确定你和精度满足要求。

将公式y＝a*x²+b*x+c进行回归分析得到回归方程y＝0.007*x²-0.25*x+161，将得到的回归方程导入到ECU，作为ECU的内部储存数据。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种主动控制电池保护装置，其特征在于：包括电池保护壳（1）、滑动设置在所述电池保护壳（1）底部的移动组件；

所述电池保护壳（1）包括用于缓冲电池的缓冲组件，所述移动组件内设有使所述电池保护壳（1）移动的驱动部，所述驱动部、缓冲组件电性连接有ECU；

所述缓冲组件包括两个支撑板（101），两个所述支撑板（101）为框型结构，其中所述支撑板（101）套在另一个所述支撑板（101）的内侧，两个所述支撑板（101）之间固定连接有气囊（102），外侧所述支撑板（101）上开设有与所述气囊（102）连通的气孔（103），所述气孔（103）通过管路连通有气泵，所述气泵与所述ECU电性连接；

所述移动组件包括固定架（3），所述固定架（3）内部两侧固定连接有齿条（301），所述齿条（301）啮合有齿轮（401），所述固定架（3）两侧顶部固定连接有滑轨（302），所述滑轨（302）对应设置在所述齿条（301）上方，所述齿轮（401）与所述驱动部轴接；

所述驱动部包括与所述齿轮（401）轴接的电机，所述电机固定连接有电机安装架（4），所述电机安装架（4）固定连接在所述支撑板（101）底部，所述电机与所述ECU电性连接；

该主动控制电池保护装置的控制方法包括如下步骤：

步骤一，在汽车门槛梁内侧安装传感器，确定所述传感器至电池保护壳（1）的距离D；所述传感器包括距离传感器和速度传感器；

步骤二，将步骤一中的距离D输入至所述ECU中，所述ECU通过内部储存数据判定汽车门槛梁受碰撞时的入侵量y；所述ECU的内部存储数据通过如下方式得出：

将碰撞初速度值为自变量x，因变量为入侵量y，绘制散点图，通过散点图确定符合二次多项式曲线的趋势，通过y=a*x²+b*x+c确定入侵量y的值，其中a、b、c均为拟合参数，确定决定系数R²，决定系数通过如下公式得出：

将公式y=a*x²+b*x+c进行回归分析得到回归方程y＝0.007*x²-0.25*x+161，将得到的回归方程导入到所述ECU，作为所述ECU的内部储存数据；

步骤三，所述ECU经过计算判定入侵量y是否＞D，如果入侵量y＞D,则ECU控制驱动部使电池保护壳（1）沿碰撞的反方向移动，同时ECU控制所述缓冲组件保护所述电池保护壳（1）内的电池，如果入侵量y＜D，则ECU控制所述缓冲组件为所述电池保护壳（1）内的电池提供缓冲。

2.根据权利要求1所述的一种主动控制电池保护装置，其特征在于：所述气囊（102）外部轮廓为波浪形结构，所述气囊（102）包括由内至外依次胶接的内胶层、帘布层、外胶层。

3.根据权利要求1所述的一种主动控制电池保护装置，其特征在于：所述滑轨（302）为C型结构，所述滑轨（302）内壁固定连接有橡胶膜，所述滑轨（302）套在所述齿轮（401）外侧。