CN112504949A - 动力电池包性能测试台架和测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种动力电池包性能测试台架和测试方法，涉及新能源汽车电池包技术领域。动力电池包性能测试台架用于对动力电池包进行性能测试，包括固定架、固定组件、动力加载组件以及盐雾喷洒组件。固定架包括测试台，固定组件固定连接于固定架，固定组件包括连接部和动力加载部，连接部用于固定动力电池包，且使动力电池包与测试台之间具有间距。动力加载组件可运动的连接于固定架，且用于向动力加载部施加载荷。盐雾喷洒组件设置于测试台且位于固定组件的周向，用于向动力电池包喷洒盐雾。该动力电池包性能测试台架有利于较准确的模拟出动力电池包实际安装工况，提高测试结果的准确性，进而提高动力电池包的抗疲劳耐久、抗腐蚀老化性能。

Description

动力电池包性能测试台架和测试方法

技术领域

本申请属于新能源汽车电池包技术领域，更具体地，涉及一种动力电池包性能测试台架和测试方法。

背景技术

随着科技的发展，汽车成为人们出行的主要工具。汽车在为人们带来交通便利的同时，也带来了极大的环境污染。由于新能源汽车具有高效、节能、低躁、零排放等优点，在环保方面完全优于传统汽车，已逐步成为目前车辆研发的重点。

新能源电动汽车包括动力电池包，动力电池包的电芯质保时间与电池包的结构疲劳强度密切相关，因此，动力电池包的性能测试(例如，振动耐久、抗腐蚀性能)成为重要的环节。

发明内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种动力电池包性能测试台架和测试方法，以改善上述的问题。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，提供一种动力电池包性能测试台架，用于对动力电池包进行性能测试，包括固定架、固定组件、动力加载组件以及盐雾喷洒组件。固定架包括测试台；固定组件固定连接于固定架，固定组件包括连接部和动力加载部，连接部用于固定动力电池包，且使动力电池包与测试台之间具有间距。动力加载组件可运动的连接于固定架，且用于向动力加载部施加载荷；盐雾喷洒组件设置于测试台，且位于固定组件的周向，用于向动力电池包喷洒盐雾。

进一步地，固定组件包括第一固定梁和第二固定梁，第一固定梁固定连接于测试台，第二固定梁固定连接于第一固定梁的远离测试台的一侧，第一固定梁和第二固定梁形成连接部。

进一步地，第一固定梁的数量为两个，两个第一固定梁间隔设置且均沿第一方向延伸，第二固定梁固定连接于两个第一固定梁之间，且沿与第一方向具有夹角的第二方向延伸。每个第一固定梁均包括用于和动力电池包连接的第一固定位，第二固定梁包括用于和动力电池包连接的第二固定位，且第一固定位和第二固定位用于与动力电池包安装于整车上的安装位置相同。

进一步地，动力加载部位于第一固定梁背离测试台的一侧，且位于第一固定梁沿长度方向的两端，动力加载部开设有载荷定位孔。

进一步地，固定架还包括固定连接于测试台上的龙门架。动力加载组件包括作动器，作动器可运动的连接于龙门架，作动器的数量与动力加载部的数量相同且一一对应。

进一步地，盐雾喷洒组件包括多个喷嘴，多个喷嘴间隔设置于固定组件的两侧，且用于向动力电池包喷洒盐雾。

进一步地，测试台采用耐腐蚀材料。

第二方面，提供一种动力电池包性能测试方法，包括：向处于试验环境中的动力电池包喷洒盐雾持续第一预设时间；将动力电池包在湿热环境下静置第二预设时间；对动力电池包振动加载作业第三预设时间；以及将动力电池包在试验环境下静置第四预设时间。

进一步地，对动力电池包振动加载作业第三预设时间包括喷洒盐雾作业和加载载荷作业，且喷洒盐雾作业和加载载荷作业依次交叉进行。

进一步地，加载载荷作业包括对动力电池包的四个角施加循环载荷。

本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架，通过将固定组件固定于固定架的测试台上，固定组件用于对待测试的动力电池包进行固定，且使得动力电池包与测试台之间具有间距；同时，采用盐雾喷洒组件对待测试的动力电池包喷洒盐雾等方式。模拟动力电池包安装于整车上的环境工况，通过动力加载组件向固定组件的动力加载部施加载荷，模拟在金属振动老化条件下，动力电池包的可靠耐久性，进而验证动力电池包壳体的振动安全性能，有利于提高动力电池包测试结果的准确性，进而优化动力电池包的抗疲劳、抗腐蚀、抗密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架的分解示意图；

图3为动力电池包的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架中第一固定梁的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架中第一固定梁的剖视图；

图6为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架的部分结构第一视角的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架的部分结构第二视角的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的动力电池包性能测试方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的动力电池包性能测试方法的操作周期图。

图标：100-动力电池包性能测试台架；101-动力电池包；1010-凸台；1012-第一固定孔；1014-第二固定孔；103-第一方向；105-第二方向；110-固定架；111-测试台；113-龙门架；120-固定组件；121-第一固定梁；1210-第一固定位；1212-动力加载部；1214-安装槽；123-第二固定梁；1230-第二固定位；130-动力加载组件；131-作动器；140-盐雾喷洒组件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

新能源电动汽车的性能参数中，动力电池包的电芯质保时间是一个极其重要的性能参数。由于动力电池包的电芯质保时间与动力电池包的结构疲劳强度有关，在动力电池包的研发试验阶段，需要通过振动耐久测试获得动力电池包结构的耐久、抗腐蚀等性能。

由于动力电池包的测试结果和其在测试过程中的安装方式、安装位置有关，当动力电池包的安装方式、安装位置不同时，振动耐久测试的结果也不同。为了准确的获得动力电池包安装于整车上的振动耐久性能，可以借助于电池包振动试验夹具，也就是说，通过电池包振动试验夹具将动力电池包进行夹持固定，然后在不同工况路的环境下进行测试。

然而，采用电池包振动试验夹具获得的测试结果准确性不高。

基于上述问题，本申请实施例提供了一种动力电池包性能测试台架。

请参照图1，该动力电池包性能测试台架100可以包括固定架110、固定组件120、动力加载组件130以及盐雾喷洒组件140。

其中，固定组件120可以固定连接于固定架110的测试台111上，固定组件120可以固定待测试的动力电池包101，动力加载组件130可运动的连接于固定架110上，当动力加载组件130相对于固定组件120之间的位置确定后，将动力加载组件130与固定架110进行固定，且通过动力加载组件130向固定动力电池包101的固定组件120施加载荷，盐雾喷洒组件140用于根据需求向动力电池包101喷洒盐雾，以测试动力电池包101壳体的抗盐雾老化性能。

该动力电池包性能测试台架100用于对动力电池包101进行性能测试，通过固定组件120夹持固定动力电池包101，且同时模拟动力电池包101安装于整车上的安装方式和安装位置，以使动力电池包101和固定组件120之间连接的固定点，与动力电池包101安装在整车上的固定点相同。通过固定组件120可以有利于较准确的模拟出动力电池包101安装在整车上的安装位置，从而提高测试结果的准确性。

请一并参照图1和图2，固定架110可以包括测试台111和龙门架113，龙门架113固定连接于测试台111上。

测试台111为薄板结构，测试台111的上表面开设有多条交叉设置的安装槽，和多个用于固定其他零部件的安装孔。龙门架113为两个且相对设置，龙门架113的底端通过螺栓把合方式固定在测试台111的上表面。

龙门架113和测试台111固定连接后作为整体，且两个龙门架113之间形成了用于对待测试的动力电池包101进行试验的试验区域。然后将固定组件120固定在测试台111的试验区域上，将动力加载组件130固定在龙门架113上。

请继续参照图1所示，固定组件120固定连接于固定架110的测试台111上，固定组件120包括有连接部和动力加载部1212。其中，连接部是用于固定待测试的动力电池包101，当动力电池包101通过连接部固定在固定组件120上后，动力电池包101与测试台111之间为悬空状态，即动力电池包101与测试台111之间具有间距。

请继续参照图2所示，固定组件120可以包括第一固定梁121和第二固定梁123。

第一固定梁121固定连接于测试台111的上表面，第二固定梁123固定连接于第一固定梁121的远离测试台111的一侧。第一固定梁121和第二固定梁123共同形成固定组件120的连接部，待测试的动力电池包101固定连接在连接部。

具体地，第一固定梁121为杆状结构，可以通过螺栓固定在固定架110的测试台111上。第一固定梁121的数量为两个，两个第一固定梁121平行间隔设置，且均沿第一方向103延伸。第二固定梁123固定连接于两个第一固定梁121之间，且第二固定梁123沿与第一方向103具有夹角的第二方向105延伸。

由于动力电池包101安装在整车上的固定点确定，根据动力电池包101的固定点来设置第一固定梁121和第二固定梁123上的固定孔。可选地，第二固定梁123的数量为三个，且第二固定梁123靠近动力电池包101一侧的形状与动力电池包101表面形状相匹配。

进一步地，每个第一固定梁121均包括第一固定位1210，第一固定位1210是用于和动力电池包101的固定孔相配合，通过螺栓将第一固定梁121和动力电池包101固定连接。

同理，每个第二固定梁123均包括第二固定位1230，第二固定位1230是用于和动力电池包101的固定孔相配合，也是通过螺栓将第二固定梁123和动力电池包101固定连接。

需要注意的是，本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架100中，第一固定梁121上的第一固定位1210，和第二固定梁123上的第二固定位1230，能够与动力电池包101安装于整车上的安装位置完全相同。从而可以较好的模拟出动力电池包101安装在整车上的安装位置。

请参照图3，所示为待测试的动力电池包101的结构示意图。

动力电池包101的上表面沿第一方向103凸设有凸台1010，凸台1010两侧间隔开设有第一固定孔1012；动力电池包101的周向凸设有固定楞，固定楞上间隔开设有第二固定孔1014。其中，第一固定孔1012是用于和第二固定梁123进行固定连接的，第二固定孔1014是用于和第一固定梁121进行固定连接的。

与动力电池包101上表面的凸台1010和第一固定孔1012相配合的，第二固定梁123为杆状结构，第二固定梁123的中间位置朝向动力电池包101的一侧凹陷设置有凹槽，凹槽两侧开设有第一安装孔，以形成第二固定位1230。该凹槽与动力电池包101上的凸台1010相配合，第一安装孔和第一固定孔1012向对应，采用螺栓穿过第一安装孔与第一固定孔1012锁紧固定。

请一并参照图4和图5，图4所示为第一固定梁121的结构示意图，图5所示为第一固定梁121的剖视图。

第一固定梁121为细长杆状结构，固定组件120的动力加载部1212位于第一固定梁121沿长度方向的两端，且动力加载部1212位于第一固定梁121背离测试台111的一侧，动力加载部1212开设有载荷定位孔，以使固定在龙门架113上的动力加载组件130通过载荷定位孔向动力加载部1212施加载荷。

第一固定梁121沿长度方向的中间位置开设有与动力电池包101相配合的缺口，缺口的底壁开设有多个和动力电池包101上的第二固定孔1014相配合的第二安装孔，以形成第一固定位1210。通过螺栓穿过第二安装孔与第二固定孔1014，将动力电池包101与第一固定梁121锁紧固定。

可选地，第一固定梁121的缺口的开口位置开设有用于和第二固定梁123配合的安装槽1214。通过开设安装槽1214，有利于调节第二固定梁123和第一固定梁121之间的固定位置。

请参照图6所示，动力加载组件130可以包括作动器131。

作动器131可运动的连接于龙门架113上，作动器131可以根据第一固定梁121上的动力加载部1212的位置，相对于龙门架113适应性的进行位置调节，当作动器131调节到合适位置时，作动器131与龙门架113锁紧固定。

可以理解的是，在具体连接时，可以在动力电池包101的四角上安装球头铰链，通过铰链连接的方式与作动器131连接，通过作动器131对动力电池包101壳体施加载荷，进而模拟不同环境下(例如，可以包括但不限于比利时路、搓板路、鹅卵石路、方坑、扭矩路等)的多种工况路的加载谱。

请一并参照图6和图7，可选地，作动器131的数量与第一固定梁121上动力加载部1212的数量相同，且位置一一对应。

在本申请实施例中，第一固定梁121的数量为两个，每个第一固定梁121的两端均设置有动力加载部1212，作动器131的数量为四个，四个作动器131一一对应的对四个动力加载部1212施加载荷。

具体地，盐雾喷洒组件140设置于测试台111上，且位于固定组件120的周向，通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101喷洒盐雾的方式，来测试动力电池包101壳体的抗盐雾老化性能。

可选地，盐雾喷洒组件140可以包括多个喷嘴，全部喷嘴间隔设置于固定组件120的两侧。作业时，喷嘴对准动力电池包101的壳体，按照喷洒要求对动力电池包101的壳体进行盐雾喷洒，以达到加速壳体老化的目的。

可选地，盐雾可以为1％的氯化钠溶液用0.5mol/L的硫酸调成的PH值为5.0±0.1，或根据GB/T10125调成需要的酸性腐蚀喷雾剂。

通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101喷洒盐雾，以此来模拟电池包壳体安装于整机上，且处于振动老化的环境。进一步测试获得动力电池包101的安全可靠性。进而提前发现并验证动力电池包101的耐久性、密封性、充电故障以及动力电池包101壳体开裂等失效问题。通过提前验证动力电池包101的可靠性和耐久性，来缩短试验的开发周期。

由于盐雾喷洒组件140安装于测试台111上表面，为了延长该测试台111架的使用寿命，测试台111可以采用耐腐蚀材料。

可以理解的是，本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架100可以等效模拟动力电池包101安装在整车上的环境工况，且固定架110、固定组件120及动力加载组件130结构强度大，足以满足动力电池包101的振动、老化耐久条件。

本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架100，通过固定组件120将动力电池包101进行固定；通过第一固定梁121上的第一固定位1210和第二固定梁123上的第二固定位1230来模拟动力电池包101安装在整车上的安装位置；通过作动器131对固定组件120的四个角位置施加载荷；同时采用盐雾喷洒组件140对待测试的动力电池包101喷洒盐雾等方式。模拟金属振动老化条件下动力电池包101的可靠耐久性，从而验证动力电池包101壳体的振动盐雾老化的安全性能，有利于提高动力电池包101测试结果的准确性，为提高动力电池包101的抗疲劳耐久、抗腐蚀老化能力、抗密封性等各项性能做验证准备，进而优化动力电池包101的抗疲劳、抗腐蚀、抗密封性能。

请参照图8和图9，本申请实施例还提供了一种动力电池包101性能测试方法。该测试方法可以包括以下步骤：

S110：向处于试验环境中的动力电池包101喷洒盐雾持续第一预设时间。

第一预设时间可以为2小时，试验开始后，通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101的壳体持续的喷洒盐雾2小时。

可选地，喷洒的盐雾需要满足腐蚀要求。例如，可以采用1％氯化钠溶液用0.5mol/L的硫酸调成的PH值为5.0±0.1，或根据GB/T10125调成需要的酸性腐蚀喷雾剂。

S120：将动力电池包101在湿热环境下静置第二预设时间。

通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101持续喷洒第一预设时间后，停止喷洒盐雾，使动力电池包101在湿热的环境下静置贮存。

可选地，第二预设时间可以为22小时。当动力电池包101被持续喷洒盐雾第一预设时间后，在湿热环境下静置第二预设时间完成后，即完成了一个周期。

S130：对动力电池包101振动加载作业第三预设时间。

可选地，第三预设时间可以为三天时间，通过盐雾喷洒组件140和动力加载组件130对测试中的动力电池包101进行振动加载作业。

S140：将动力电池包101在试验环境下静置第四预设时间。

可选地，对动力电池包101完成振动加载作业后，将试验中的动力电池包101在试验的标准环境中贮存第四预设时间。第四预设时间可以为3天，静置第四预设时间后整个试验过程结束。然后可以对动力电池包101的壳体进行抗疲劳、抗腐蚀、耐久性以及可靠性等多个参数进行检测。

进一步地，上述步骤S130中，对动力电池包101进行振动加载作业，可以包括喷洒盐雾作业和加载载荷作业。

其中，喷洒盐雾作业和加载载荷作业依次交叉进行。例如，当动力电池包101在湿热环境下静置第二预设时间后，通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101喷洒盐雾，喷洒时间可以为两个小时。喷洒盐雾2小时后，通过动力加载组件130向动力电池包101施加循环载荷，循环载荷的持续时间可以和第二预设时间相同。然后再次通过盐雾喷洒组件140向动力电池包101喷洒盐雾，和通过动力加载组件130向动力电池包101施加循环载荷，直至重复三次，就可以完成振动加载作业。通过盐雾喷洒作业和加载载荷作业，可以对动力电池包101的结构、性能参数进行验证，有利于对动力电池包101进行优化，以提高动力电池包101的可靠性。

可选地，采用本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架100对动力电池包101进行性能测试，通过四个作动器131向动力电池包101的四角施加载荷。在振动加载过程中，四个作动器131分别独立作业，且每个作动器131分别独立对与其相配合的动力加载部1212施加循环载荷。

可选地，本申请实施例提供的动力电池包101性能测试方法，在开始试验之前，需要测试待检测的动力电池包101的气密性和螺栓力矩值。当试验结束后，再次对动力电池包101的气密性和螺栓力矩值进行检测，要求动力电池包101的检测结果符合标准，且性能衰退不超过30％。

本申请实施例提供的动力电池包性能测试台架100和性能测试方法，可以较准确的对动力电池包101的性能、结构进行验证，在验证过程中可以检测出动力电池包101是否出现开裂、充电故障及动力故障等，通过测试结果可以较准确的获得动力电池包101的各项性能参数，有利于对动力电池包101的可靠、耐久性能进行优化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种动力电池包性能测试台架，用于对动力电池包进行性能测试，其特征在于，包括：

固定架，所述固定架包括测试台；

固定组件，所述固定组件固定连接于所述固定架，所述固定组件包括连接部和动力加载部，所述连接部用于固定所述动力电池包，且使所述动力电池包与所述测试台之间具有间距；

动力加载组件，所述动力加载组件可运动的连接于所述固定架，且用于向所述动力加载部施加载荷；以及

盐雾喷洒组件，所述盐雾喷洒组件设置于所述测试台，且位于所述固定组件的周向，用于向所述动力电池包喷洒盐雾。

2.根据权利要求1所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述固定组件包括第一固定梁和第二固定梁，所述第一固定梁固定连接于所述测试台，所述第二固定梁固定连接于所述第一固定梁的远离所述测试台的一侧，所述第一固定梁和所述第二固定梁形成所述连接部。

3.根据权利要求2所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述第一固定梁的数量为两个，两个所述第一固定梁间隔设置且均沿第一方向延伸，所述第二固定梁固定连接于两个所述第一固定梁之间，且沿与所述第一方向具有夹角的第二方向延伸；

每个所述第一固定梁均包括用于和所述动力电池包连接的第一固定位，所述第二固定梁包括用于和所述动力电池包连接的第二固定位，且所述第一固定位和所述第二固定位用于与所述动力电池包安装于整车上的安装位置相同。

4.根据权利要求3所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述动力加载部位于所述第一固定梁背离所述测试台的一侧，且位于所述第一固定梁沿长度方向的两端，所述动力加载部开设有载荷定位孔。

5.根据权利要求1所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述固定架还包括固定连接于所述测试台上的龙门架；

所述动力加载组件包括作动器，所述作动器可运动的连接于所述龙门架，所述作动器的数量与所述动力加载部的数量相同且一一对应。

6.根据权利要求1所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述盐雾喷洒组件包括多个喷嘴，所述多个喷嘴间隔设置于所述固定组件的两侧，且用于向所述动力电池包喷洒盐雾。

7.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池包性能测试台架，其特征在于，所述测试台采用耐腐蚀材料。

8.一种动力电池包性能测试方法，其特征在于，包括：

向处于试验环境中的动力电池包喷洒盐雾持续第一预设时间；

将动力电池包在湿热环境下静置第二预设时间；

对动力电池包振动加载作业第三预设时间；以及

将动力电池包在试验环境下静置第四预设时间。

9.根据权利要求8所述的动力电池包性能测试方法，其特征在于，所述对动力电池包振动加载作业第三预设时间包括喷洒盐雾作业和加载载荷作业，且喷洒盐雾作业和加载载荷作业依次交叉进行。

10.根据权利要求9所述的动力电池包性能测试方法，其特征在于，所述加载载荷作业包括对动力电池包的四个角施加循环载荷。

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