CN114354480B - 一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，包括试验平台、设在试验平台中部的模拟剐蹭机构；所述试验平台为长方体形的台架机构，下部的四脚分别设有地脚螺栓孔、中部的左右两侧分别设有相互对称的中侧板、上部的平台面上设有多个连接螺栓孔；试验平台通过螺栓与下部的地脚螺栓孔配合固定在地面上；所述模拟剐蹭机构的两端分别与试验平台左右两侧的中侧板连接；动力电池包通过多颗螺栓分别与连接螺栓孔配合固定连接在试验平台上，所述动力电池包与动力电池负载电连接；还包括分别与模拟剐蹭机构、动力电池负载和动力电池包电连接的试验控制器。本发明能够模拟电池包被不同物体剐蹭的场景，验证动力电池受外物剐蹭情况下的安全性能。

Description

一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池，具体涉及一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置。

背景技术

新能源汽车能有效满足当今社会发展以及人们出行的需求，且对环境影响较小，在全球各国产业发展规划中，新能源汽车都占据了非常重要的地位。因此，如何解决电动汽车所带来的安全问题，是汽车行业的新的话题和难点。电动汽车常见事故诱因主要分为机械滥用、电滥用、热滥用三种，机械滥用可以导致电滥用，电滥用可以导致热滥用，故对动力电池的机械安全研究是十分必要的。常见的电池机械安全性评估包括：机械振动、碰撞、挤压、侧翻、跌落等。

然而，在电动汽车的实际使用过程中，动力电池底部滥用防护也是十分重要的。在车轮掠过有凹坑、凸起物或者石头路面的工况下，纯电动车动力电池底部极易受到撞击和剐蹭。同时底部滥用造成的损伤在电池底部，具有隐蔽性，甚至有些事故虽然在当时未发生短路起火，但后续安全性无法保证。为进一步验证纯电动车动力电池底部受到外物剐蹭后电池安全状态，需要开发一种新能源汽车动力电池剐蹭试验装置。

CN 212373173U公开了“一种电池包、电池下壳体及底护结构”，在电池包组装过程中，将电池下壳体的底板装入容纳空间中，使得底板的底面贴在防护板上，同时，也使得边框的侧面与围边接触；接着，将围边连接在边框上，使得底护结构得到稳定安装。其在电池包的底部通过额外增设底护结构，并通过围边使得防护板稳定贴合在底板上，如此，增强电池包整体结构强度，当电池包底部发生剐蹭时，防护板先于底板接触剐蹭物，并有效抵消剐蹭力，防止底板在剐蹭过程中发生变形或者破损，大大提升电池包的剐蹭性能，保证电池模组稳定、安全运行，从而有效提升电池包的使用寿命及安全性。但没有提及如何检测动力电池底部受到外物剐蹭的问题。

CN 112629887A公开了“一种轮胎剐蹭检测装置及方法”，涉及车辆耐久性测试技术领域，解决了现有技术通过显影剂无法判断轮胎剐蹭车辆是由于何种原因导致的技术问题。该装置包括测距传感器与速度传感器，测距传感器设置于翼子板或轮胎的轮心上，速度传感器设置于翼子板上。其通过测距传感器能够测得翼子板与轮胎的轮心之间的距离，又通过速度传感器能够测得轮胎的转速。当轮胎剐蹭翼子板后，如果轮胎的转速超过规定的时速，则说明是驾驶员操作的问题；如果轮胎的转速并没有超过规定的时速，则说明是车辆本身的设计问题。该专利文献公开的技术方案能够解决轮胎剐蹭车辆是由于何种原因导致的技术问题。但没有提及能够适用于对动力电池底部受到外物剐蹭进行检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，其能够模拟电池包被不同物体剐蹭的场景，验证动力电池受外物剐蹭情况下的安全性能。

本发明所述的一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，包括试验平台、设在试验平台中部的模拟剐蹭机构，其特征是：所述试验平台为长方体形的台架机构，下部的四脚分别设有地脚螺栓孔、中部的左右两侧分别设有相互对称的中侧板、上部的平台面上设有多个连接螺栓孔；试验平台通过螺栓与下部的地脚螺栓孔配合固定在地面上；所述模拟剐蹭机构的两端分别与试验平台左右两侧的中侧板连接；被测试动力电池包通过多颗螺栓分别与连接螺栓孔配合固定连接在试验平台上，所述被测试动力电池包与动力电池负载电连接；还包括分别与模拟剐蹭机构、被测试动力电池负载和动力电池包电连接的试验控制器。

进一步，所述模拟剐蹭机构包括X向固定板、与X向固定板滑动配合的Y向固定板、与Y向固定板滑动配合的剐蹭头和与Y向固定板连接的牵引模块，所述X向固定板的两端分别与试验平台左右两侧的中侧板连接；在X向固定板上设有X向引导槽，Y向固定板和剐蹭头在牵引模块的牵引下能够沿X向引导槽移动；在Y向固定板上设有Y向引导槽，剐蹭头在牵引模块的牵引下能够沿Y向引导槽移动。

进一步，所述剐蹭头还能在Z向作调整高度。

进一步，所述动力电池负载包括与电源连接的负载控制模块、与负载控制模块电连接的负载驱动模块、与负载驱动模块电连接的电磁负载模块，所述电磁负载模块还与负载控制模块电连接。

本发明的有益效果：

由于设置的试验平台取代了整车级电池包剐蹭试验，一方面降低了剐蹭试验的试验成本，另一方面可通过调节剐蹭侵入量或其他参数以达到不同的试验目的，实现了试验参数的精确控制；

由于模拟剐蹭机构与动力电池包的相对位移可模拟动力电池包不同位置受到外物的剐蹭，能够充分验证动力电池包的薄弱部位受剐蹭的情况；

由于动力电池负载能够通过施加不同负载情况，能够模拟动力电池包在整车状态下不同运行场景时受到剐蹭的情况；

由于试验控制器可与试验平台分开放置，以电连接形式进行试验控制，能够有效的保护试验人员的安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的模拟剐蹭机构示意图；

图3为本发明的动力电池负载的结构示意图；

图4为在本发明上进行被测试动力电池包模拟剐蹭的示意图。

图中（技术特征）：

1—试验平台，11—地脚螺栓孔，12—中侧板，13—连接螺栓孔；

2—模拟剐蹭机构，21—X向固定板，22—X向引导槽，23—Y向固定板，24—Y向引导槽，25—剐蹭头，26—牵引模块；

3—动力电池负载，31—负载控制模块，32—负载驱动模块，33—电磁负载模块；

4—试验控制器；

5—被测试动力电池包。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明。

参见图1、图2和图3所示的一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，包括试验平台1、设在试验平台中部的模拟剐蹭机构2，其特征是：试验平台1为长方体形的台架机构，下部的四脚分别设有地脚螺栓孔11、中部的左右两侧分别设有相互对称的中侧板12、上部的平台面上设有多个连接螺栓孔13；试验平台1通过螺栓与下部的地脚螺栓孔11配合固定在地面上；模拟剐蹭机构2的两端分别与试验平台1左右两侧的中侧板12连接；被测试动力电池包5通过多颗螺栓分别与连接螺栓孔13配合固定连接在试验平台1上，所述被测试动力电池包5与动力电池负载3电连接；动力电池负载具有负载功能，能够模拟整车状态下动力电池包的运行工况；还包括分别与模拟剐蹭机构2、动力电池负载3和被测试动力电池包5电连接的试验控制器4。试验控制器一路输出供电，作为模拟剐蹭机构的运行动力，另一路输出控制信号，以控制动力电池包能量输出状态及模拟剐蹭机构的运行参数。试验控制器用于控制动力电池包电能输出、动力对称负载及模拟剐蹭机构的运行。

模拟剐蹭机构2包括X向固定板21、与X向固定板滑动配合的Y向固定板23、与Y向固定板滑动配合的剐蹭头25和与Y向固定板23连接的牵引模块26；X向固定板21的两端分别与试验平台1左右两侧的中侧板12连接，在X向固定板21上设有X向引导槽22，Y向固定板23和剐蹭头25在牵引模块26的牵引下能够沿X向引导槽22移动，以模拟整车行驶过程中动力电池包受到异物剐蹭的情况；在Y向固定板23上设有Y向引导槽24，剐蹭头25在牵引模块26的牵引下能够沿Y向引导槽24移动，以模拟被测试动力电池包不同位置受到剐蹭的情况。

剐蹭头25还能在Z向作调整高度。以模拟被测试动力电池包与不同高度异物剐蹭时异物对动力电池包侵入量不同的情况。

动力电池负载3包括与电源连接的负载控制模块31、与负载控制模块电连接的负载驱动模块32、与负载驱动模块电连接的电磁负载模块33，电磁负载模块33还与负载控制模块31电连接。动力电池负载通过高压线束与动力电池电连接，能够通过负载控制模块控制电磁负载模块对负载驱动模块施加不同程度负载，负载驱动模块通过驱动不同程度负载转动以消耗动力电池能量；因其驱动不同程度负载所消耗电能不同，故能够根据调整负载情况模拟整车不同运行工况时被测试动力电池包输出电流大小不同的场景。

新能源汽车动力电池包剐蹭试验步骤如下：

（1）将动力电池包通过多颗螺栓分别与试验平台1上的螺栓孔13配合吊装于试验平台上部的下面；所述被测试动力电池包通过高压线束与动力电池负载3电连接；

（2）将模拟剐蹭机构2的X向固定板21的两端分别与试验平台1左右两侧的中侧板12连接；并使模拟剐蹭机构2的剐蹭头25与被测试动力电池包的底部对应；

（3）通过负载控制模块31预先调节电磁负载模块33对负载驱动模块32施加不同大小负载，以模拟整车运行工况；

（4）调整模拟剐蹭机构的剐蹭头25高度及Y向固定板23位置，以模拟不同侵入量异物从某一未知位置剐蹭动力电池包；

（5）通过试验控制器4控制牵引模块26以某一速度向台面所固定电池包移动，以模拟某一车速下被测试动力电池包受异物剐蹭情况；

（6）通过试验控制器控制各模块复位，试验完成。

Claims (2)

1.一种新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，包括试验平台（1）、设在试验平台中部的模拟剐蹭机构（2），其特征是：所述试验平台（1）为长方体形的台架机构，下部的四脚分别设有地脚螺栓孔（11）、中部的左右两侧分别设有相互对称的中侧板（12）、上部的平台面上设有多个连接螺栓孔（13）；试验平台（1）通过螺栓与下部的地脚螺栓孔（11）配合固定在地面上；所述模拟剐蹭机构（2）的两端分别与试验平台（1）左右两侧的中侧板（12）连接；

被测试动力电池包（5）通过多颗螺栓分别与连接螺栓孔（13）配合固定连接在试验平台（1）上，所述被测试动力电池包（5）与动力电池负载（3）电连接；还包括分别与模拟剐蹭机构（2）、动力电池负载（3）和被测试动力电池包（5）电连接的试验控制器（4）；

所述模拟剐蹭机构（2）包括X向固定板（21）、与X向固定板滑动配合的Y向固定板（23）、与Y向固定板滑动配合的剐蹭头（25）和与Y向固定板连接的牵引模块（26）；所述X向固定板（21）的两端分别与试验平台（1）左右两侧的中侧板（12）连接，在X向固定板（21）上设有X向引导槽（22），Y向固定板（23）和剐蹭头（25）在牵引模块（26）的牵引下能够沿X向引导槽（22）移动；在Y向固定板（23）上设有Y向引导槽（24），剐蹭头（25）在牵引模块（26）的牵引下能够沿Y向引导槽（24）移动；

所述动力电池负载（3）包括与电源连接的负载控制模块（31）、与负载控制模块电连接的负载驱动模块（32）、与负载驱动模块电连接的电磁负载模块（33），所述电磁负载模块（33）还与负载控制模块（31）电连接；动力电池负载通过高压线束与动力电池电连接，能够通过负载控制模块控制电磁负载模块对负载驱动模块施加不同程度负载，负载驱动模块通过驱动不同程度负载转动以消耗动力电池能量；因其驱动不同程度负载所消耗电能不同，故能够根据调整负载情况模拟整车不同运行工况时被测试动力电池包输出电流大小不同的场景；

所述试验控制器（4）与所述试验平台（1）分开放置；

所述试验控制器（4）一路输出供电，作为模拟剐蹭机构的运行动力，另一路输出控制信号，以控制动力电池包能量输出状态及模拟剐蹭机构的运行参数；所述试验控制器（4）用于控制动力电池包电能输出、动力对称负载及模拟剐蹭机构的运行。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包底部剐蹭试验装置，其特征是：所述剐蹭头（25）还能在Z向作调整高度。