CN113791354A - 一种动力电池测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池测试系统及方法，所述测试系统包括：测试工装，测试工装安装于动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，测试工装包括与冷却管路连通的多个喷射孔以及用于控制多个喷射孔开闭的控制阀门，多个喷射孔朝向目标测试部件，且多个喷射孔的喷射角度不完全相同；上位机，上位机与控制阀门以及动力电池包连接，用于通过控制控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景，并获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。该系统能够实现在动力电池系统的冷却液泄漏场景下，对动力电池包性能参数的较全面地安全评价。

Description

一种动力电池测试系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆安全性测试技术领域，尤其涉及一种动力电池测试系统及方法。

背景技术

随着新能源汽车的推广与应用，锂离子动力电池应用于电动车已经成为一种趋势。动力电池系统的安全性问题是影响新能源汽车发展的重要技术问题之一，它不仅与电芯化学体系、电池系统安全设计等相关，还与新能源汽车在使用过程中的失效场景相关。

动力电池系统的安全性测试评价主要包括化学安全、机械安全、电气防护安全和环境安全等方面。目前，针对动力电池系统环境安全评价方法主要包括高海拔、盐雾、浸水、热稳定性等。其中，浸水测试主要依据GB38031-2020对动力电池系统浸入水中或3.5％氯化钠盐水中，模拟新能源汽车动力电池系统发生泡水的应用场景。但是，电池系统内部也可能发生被冷却液浸泡的场景，大部分动力电池系统内部带有液冷式热管理系统，当冷却板由于结构耐久或腐蚀失效后，冷却液会泄漏进入电池系统对电芯或模块造成短路，因此，需要提出一种动力电池系统内冷却液泄露的测试评价方法，以验证当冷却液进入电池箱体内部后电池系统是否能满足安全需求，从而保障驾驶人员安全。

然而，现有的对动力电池系统冷却液泄露测试还存在测试过程不够全面等缺点。

发明内容

本申请实施例提供了一种动力电池测试系统及方法，该系统能够对具体泄露点工况进行验证，模拟出动力电池系统在使用过程中冷却管路中的冷却液进入动力电池内部的多工况场景，以实现在动力电池系统的冷却液泄漏场景下，对动力电池包性能参数的较全面地安全评价。

第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：

一种动力电池测试系统，包括：

测试工装，所述测试工装安装于所述动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，所述测试工装包括与所述冷却管路连通的多个喷射孔以及用于控制所述多个喷射孔开闭的控制阀门，所述多个喷射孔朝向所述目标测试部件，且所述多个喷射孔的喷射角度不完全相同；上位机，所述上位机与所述控制阀门以及动力电池包连接，用于通过控制所述控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过所述多个喷射孔向所述目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景，并获取所述冷却液泄漏场景下所述动力电池包的性能参数。

优选地，角度调节机构，所述目标测试部件设置于所述角度调节机构上，所述角度调节机构与所述上位机连接，所述上位机还用于发送角度控制指令到所述角度调节机构，以使得所述角度调节机构调节所述目标测试部件的倾斜角度。

优选地，还包括水冷机，所述水冷机的冷却液出口与所述冷却管路连通，所述上位机与所述水冷机连接，还用于：调节所述水冷机出口的冷却液的流速以及温度。

优选地，所述目标测试部件包括：动力电池包、电池包控制盒以及高压盒中的一个或多个部件。

优选地，所述喷射角度为喷射孔与所述冷却管路延伸方向之间的夹角，所述多个喷射孔的喷射角度包括0度、30度、60度以及90度。

优选地，所述多个喷射孔的直径为2到4毫米。

第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

一种动力电池测试方法，应用于上述第一方面所述动力电池测试系统，所述方法包括：控制控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景；获取所述冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。

优选地，所述控制控制阀门开启之前，还包括：控制所述冷却管路中冷却液的流速以及温度。

优选地，所述动力电池测试系统还包括水冷机，所述水冷机的冷却液出口与所述冷却管路连通，所述控制控制阀门开启之后，且获取所述冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数之前，还包括：检测从所述水冷机注入到所述冷却管路中的冷却液量是否达到预设量，若是，则判定所述冷却管路已充满冷却液，控制所述目标测试部件朝预设方向倾斜。

优选地，所述控制所述目标测试部件朝预设方向倾斜，包括：控制所述目标测试部件向第一预设方向倾斜第一预设角度，保持第一预设时间，再将所述目标测试部件向第二预设方向倾斜第二预设角度，保持第二预设时间，其中，所述第一预设方向为所述目标测试部件向车头倾斜时，相对于所述车头的方向，所述第二预设方向为所述目标测试部件向车尾倾斜时，相对于所述车尾的方向。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种动力电池测试系统及方法，所述测试系统包括：测试工装以及上位机，测试工装安装于动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，其中，测试工装包括与冷却管路连通的多个喷射孔以及用于控制多个喷射孔开闭的控制阀门，多个喷射孔朝向目标测试部件，且多个喷射孔的喷射角度不完全相同。上位机与控制阀门以及动力电池包连接，用于通过控制控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景，并获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。该系统提供的测试工装可以安装于动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，从而能够对具体泄露点工况进行验证，通过上位机控制测试工装控制阀门的开启，使得冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以较简单的系统结构，模拟出动力电池系统在使用过程中冷却管路机械破损或腐蚀破损后冷却液进入动力电池内部的多工况场景，实现对动力电池系统浸泡冷却液时较全面地安全评价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的动力电池测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动力电池测试系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的控制阀门的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的动力电池测试方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供了一种动力电池测试系统及方法，该系统能够对具体泄露点工况进行验证，模拟出动力电池系统在使用过程中冷却管路中的冷却液进入动力电池内部的多工况场景，以实现在动力电池系统的冷却液泄漏场景下，对动力电池包性能参数较全面地安全评价。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

第一方面，本发明实施例提供的一种动力电池测试系统，具体来讲，如图1所示，该系统包括：测试工装10，该测试工装10安装于动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，测试工装包括与冷却管路连通的多个喷射孔101以及用于控制多个喷射孔开闭的控制阀门102，多个喷射孔朝向目标测试部件，且多个喷射孔的喷射角度不完全相同。具体而言，测试工装的材质可以选择不锈钢，当然，其它材质也可以。

需要说明的是，该目标测试部件是动力电池中所包含的部件，举例来说，该目标测试部件可以包括：动力电池包、电池包控制盒以及高压盒中的一个或多个部件。

具体地，工装可以安装在电池包对应的冷却管路中，用于验证冷却液泄露到电池包上对电池包的影响；工装可以安装在高压盒对应的冷却管路中，用于验证冷却液泄露到高压盒上对电池包的影响；工装可以安装在BMS(Business Management System，电池管理系统)控制盒对应的冷却管路中，用于验证冷却液泄漏到BMS控制盒上对电池包的影响。从而能够对具体泄露点工况进行验证，获取到不同的部件冷却液泄漏时泄漏点对电池包性能造成的影响。

作为一种可选地实施例，所述测试工装的安装方式可以包括：将冷却管路切开，用固定器将工装固定在目标测试部件对应的冷却管路中，包含的多个喷射孔朝向目标测试部件，举例来说，这里的固定器可以为卡箍等。当然，也可以采用其他方式将测试工装安装在冷却管路中，例如：在冷却管路中打洞，用固定器将测试工装安装在打洞位置等等。具体何种安装方式，可以根据实际试验需求进行确定，此处不作限制。

具体地，所述喷射角度为喷射孔与冷却管路延伸方向之间的夹角，上述中的多个喷射孔的喷射角度不完全相同，表达的是，多个喷射孔的喷射角度可以完全不同，也可以是相同和不相同的喷射角度都存在。作为一种可选地实施例，多个喷射孔的喷射角度可以包括0度、30度、60度以及90度。举例来说，一个测试工装包括4组喷射孔，一组喷射孔角度为0度，一组喷射孔角度为30度，一组喷射孔角度为60度，一组喷射控角度为90度。当然，也可以是包含5组或5组以上喷射孔。需要说明的是，这里的具体角度的选择可以根据实际情况进行确定，以满足对不同的目标测试部件冷却液泄漏的模拟测试，模拟出不同碰撞情况下的水泄漏场景。

其中，一组喷射孔可以包括2个、3个、4个或更多个的喷射孔，从而使得从所述喷射孔出来的冷却液能够全方位覆盖住目标测试部件，以模拟出较大碰撞作用下的水泄漏场景。

具体地，为了模拟出动力电池系统的多处发生泄露的场景，安装的测试工装的个数可以为一个，也可以为多个。举例来说，在动力电池包对应的冷却管路中安装有两个测试工装，又如：在动力电池包对应的冷却管路中安装有一个测试工装，在电池包控制盒对应的冷却管路中安装有一个测试工装等等。

另外，冷却液喷射高度可通过调节测试工装的喷射孔的直径来实现，从而满足测试的要求，在具体实施例中，多个喷射孔的直径可以均为2到4毫米，举例来说，针对某一种目标测试部件，测试工装中多个喷射孔的直径均为2毫米。

需要说明的是，在对动力电池进行冷却液泄露测试之前还可以包括：动力电池系统预处理。具体而言，动力电池系统预处理可以包括：调整动力电池系统的荷电状态，范围为0％-100％；测试前动力电池系统的绝缘电阻值≥20Mohm，测试前动力电池系统的单体最高电压和单体最低电压范围为0～4.35V；测试前单体最高温度和单体最低温度范围为-40～60℃。通过对动力电池系统进行不同的预处理，从而得到不同基准条件的动力电池系统在冷却液泄露场景下动力电池包性能参数发生的变化。

在具体实施例中，如图2所示，该系统包括上位机20，该上位机20与控制阀门102以及动力电池包连接，用于通过控制控制阀门102开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔101向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景，并获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。其中，系统还包括电源30，电源30与控制阀门102连接，为控制阀门提供电源。本申请实施例提供的方案为：模拟动力电池系统40中目标测试部件对应的冷却管路401中冷却液发生泄露，来对动力电池包的性能进行测试，获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数，以验证当冷却液进入动力电池内部后，动力电池系统是否能满足安全需求。其中，该性能参数可以包括：电压、温度、绝缘值及故障报警等。

举例来说，模拟动力电池系统中电池包控制盒对应的冷却管路发生泄露，通过对电池包的性能进行测试，获取冷却液泄露场景下动力电池包的电压、温度、绝缘值及故障报警等，确认动力电池系统安全后拆箱检查内部情况。

可以理解的是，这里的上位机可以为平板电脑、PC(Personal Computer，个人电脑)等。冷却液可以选择醇水混合物，当然，也可以选择其他液体，此处不作限制。

具体地，如图3所示，控制阀门102可以包括控制模块1021、驱动模块1022以及动作模块1023，控制模块1021一端与电源30连接，控制模块1021另一端分别与驱动模块1022以及动作模块1023连接，驱动模块1022用于接收上位机20发送的控制指令，其中，驱动模块1022由驱动电机(图中未示出)和驱动齿轮(图中未示出)组成，驱动模块1022与动作模块1023连接，以通过驱动模块驱动动作模块。作为一种可选地实施例，动作模块1023由外套管(图中未示出)和内套管(图中未示出)组成，外套管上安装多个喷射孔，内套管为不锈钢外齿轮，由驱动模块1022的驱动齿轮带动不锈钢外齿轮动作，实现控制阀门的开闭。

在具体实施例中，所述系统还包括水冷机(图中未示出)，所述水冷机的冷却液出口与冷却管路连通，上位机与水冷机连接，用于调节水冷机出口的冷却液的流速以及温度。从而使得冷却液的流速以及温度发生改变，用于测试当不同温度与流速的冷却液发生泄露时，冷却液对动力电池包的性能产生的影响。其中，水冷机出水接口型号将根据电池系统产品特征中冷却管路的接口进行选择。

具体地，上位机可以通过控制水冷机，使得水冷机对冷却液作用，改变冷却液的温度与流速。例如，水冷机可以包含加热器以及水泵，加热器、水泵分别与上位机连接，加热器用于在上位机的控制下改变冷却液的温度，水泵用于在上位机的控制下改变冷却液的流速。当然，除了可以在水冷机中对冷却液的温度进行控制之外，也可以在水冷机的出口位置改变冷却液的温度，例如在出口位置安装加热器，具体采用何种方式，可以根据实际需要进行确定。另外，除了改变温度与流速外，还可以改变冷却液的压力等等。

进一步地，为了模拟更真实的冷却液泄露场景，动力测试系统还包括：角度调节机构(图中未示出)，目标测试部件设置于角度调节机构上，角度调节机构与上位机连接，上位机还用于发送角度控制指令到角度调节机构，以使得角度调节机构调节目标测试部件的倾斜角度。以更精确地模拟出动力电池系统内冷却液泄露时的工况，提高试验结果的可信度。

在具体实施例中，角度调节机构可以为任意一种能够调节目标测试部件的倾斜角度的机构，这里不作限制。当然，在实际测试中，也可以通过手动调节目标测试部件的倾斜角度。

进一步地，在采用角度调节机构对目标测试部件的角度进行调节之前，还可以包括：检测从水冷机注入到冷却管路中的冷却液量是否达到预设量，若是，则判定冷却管路已充满冷却液，控制目标测试部件朝预设方向倾斜。

在具体实施例中，当检测到从水冷机注入到冷却管路中的冷却液量已经达到预设量时，表示冷却循环系统中已经住满了冷却液，此时，可以控制目标测试部件朝预设方向倾斜。从而能够测试到目标测试部件处于倾斜的情况下，目标测试部件发生冷却液泄漏对电池包的性能的影响。

作为一种可选地实施例，检测冷却循环系统中是否已住满冷却液可以包括：通过流量传感器，检测水冷机的入水口流量以及出水口流量，在检测到水冷机的入水口流量等于出水口流量时，记录水冷机内的冷却液容量。控制测试工装的控制阀门打开，并检测水冷机内剩余冷却液容量。当冷却液容量与剩余冷却液容量的差值等于预设量时，表示注入到冷却管路中的冷却液的量已达到预设量。需要说明的是，这里的预设量表示住满冷却循环系统时的冷却液的量。

举例来说，通过水冷机将冷却液注入到动力电池的冷却循环系统中进行循环，待水冷机入水口的流量等于出水口流量，循环5分钟后，记录此时水冷机内的冷却液容量L1。将测试工装的阀门打开，冷却液由喷射孔喷入到电池包内，监测水冷机内冷却液容量L2，注入到电池包内冷却液的容量ΔL＝L1-L2。当ΔL＝X(X为冷却循环系统充满时冷却液的容量)时，关闭测试工装阀门。

在具体实施例中，控制目标测试部件朝预设方向倾斜，可以包括：控制目标测试部件向第一预设方向倾斜第一预设角度，保持第一预设时间，再将目标测试部件向第二预设方向倾斜第二预设角度，保持第二预设时间，其中，第一预设方向为目标测试部件向车头倾斜时，相对于车头的方向，第二预设方向为目标测试部件向车尾倾斜时，相对于车尾的方向。

需要说明的是，这里的第一预设角度、第二预设角度、第一预设时间以及第二预设时间可以根据实际需要来确定。所述第一预设角度与第二预设角度可以相同，也可以不相同，第一预设时间与第二预设时间可以相同，也可以不相同。

举例来说，在某种测试场景下，可以先将动力电池调整到水平状态，再开启水冷机，将冷却液注入到电池包中，注入冷却液X升(X为冷却循环系统充满时冷却液的量)。将动力电池向车头方向倾斜30°角，保持8小时，然后将动力电池旋转至水平状态后向车尾方向倾斜30°角，保持8小时，全程记录动力电池在倾斜的情况下的数据。

综上所述，通过本发明实施例提供的一种动力电池测试系统，该系统能够模拟动力电池系统在使用过程中冷却管路中的冷却液进入动力电池内部的多工况场景，有利于实现对动力电池系统浸泡冷却液时较全面地安全评价，以验证当冷却液进入动力电池内部后电池系统是否能满足安全需求，从而保障驾驶人员安全。

第二方面，本发明实施例提供的一种动力电池测试方法，具体来讲，如图4所示，所述测试方法包括以下步骤S101至步骤S102。

步骤S101，控制控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景。

步骤S102，获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。

作为一种可选地实施例，所述控制控制阀门开启之前，还包括：控制冷却管路中冷却液的流速以及温度。

作为一种可选地实施例，动力电池测试系统还包括水冷机，水冷机的冷却液出口与冷却管路连通，控制控制阀门开启之后，且获取冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数之前，还包括：检测从水冷机注入到冷却管路中的冷却液量是否达到预设量，若是，则判定冷却管路已充满冷却液，控制目标测试部件朝预设方向倾斜。

作为一种可选地实施例，控制目标测试部件朝预设方向倾斜，包括：控制目标测试部件向第一预设方向倾斜第一预设角度，保持第一预设时间，再将目标测试部件向第二预设方向倾斜第二预设角度，保持第二预设时间，其中，第一预设方向为目标测试部件向车头倾斜时，相对于车头的方向，第二预设方向为目标测试部件向车尾倾斜时，相对于车尾的方向。

本发明实施例所提供的一种动力电池测试方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种动力电池测试系统，其特征在于，应用于对动力电池系统进行测试，所述测试系统包括：

测试工装，所述测试工装安装于所述动力电池系统中目标测试部件对应的冷却管路中，所述测试工装包括与所述冷却管路连通的多个喷射孔以及用于控制所述多个喷射孔开闭的控制阀门，所述多个喷射孔朝向所述目标测试部件，且所述多个喷射孔的喷射角度不完全相同；

上位机，所述上位机与所述控制阀门以及动力电池包连接，用于通过控制所述控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过所述多个喷射孔向所述目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景，并获取所述冷却液泄漏场景下所述动力电池包的性能参数。

2.如权利要求1所述的动力电池测试系统，其特征在于，还包括：角度调节机构，所述目标测试部件设置于所述角度调节机构上，所述角度调节机构与所述上位机连接，所述上位机还用于发送角度控制指令到所述角度调节机构，以使得所述角度调节机构调节所述目标测试部件的倾斜角度。

3.如权利要求1所述的动力电池测试系统，其特征在于，还包括水冷机，所述水冷机的冷却液出口与所述冷却管路连通，所述上位机与所述水冷机连接，还用于：调节所述水冷机出口的冷却液的流速以及温度。

4.如权利要求1所述的动力电池测试系统，其特征在于，所述目标测试部件包括：动力电池包、电池包控制盒以及高压盒中的一个或多个部件。

5.如权利要求1所述的动力电池测试系统，其特征在于，所述喷射角度为喷射孔与所述冷却管路延伸方向之间的夹角，所述多个喷射孔的喷射角度包括0度、30度、60度以及90度。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个喷射孔的直径均为2到4毫米。

7.一种动力电池测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述动力电池测试系统，所述方法包括：

控制控制阀门开启，使得冷却管路中的冷却液经过多个喷射孔向目标测试部件喷射，以模拟冷却液泄漏场景；

获取所述冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制控制阀门开启之前，还包括：

控制所述冷却管路中冷却液的流速以及温度。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动力电池测试系统还包括水冷机，所述水冷机的冷却液出口与所述冷却管路连通，所述控制控制阀门开启之后，且获取所述冷却液泄漏场景下动力电池包的性能参数之前，还包括：

检测从所述水冷机注入到所述冷却管路中的冷却液量是否达到预设量，若是，则判定所述冷却管路已充满冷却液，控制所述目标测试部件朝预设方向倾斜。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述目标测试部件朝预设方向倾斜，包括：

控制所述目标测试部件向第一预设方向倾斜第一预设角度，保持第一预设时间，再将所述目标测试部件向第二预设方向倾斜第二预设角度，保持第二预设时间，其中，所述第一预设方向为所述目标测试部件向车头倾斜时，相对于所述车头的方向，所述第二预设方向为所述目标测试部件向车尾倾斜时，相对于所述车尾的方向。

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