CN116718340A - 电池包底部撞击测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池包底部撞击测试系统及方法。电池包底部撞击测试系统包括汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元。该测试系统在完成撞击测试时，障碍物模拟单元的障碍物模拟件相对地面静止，汽车模拟单元的载体以自由落体的形式撞向障碍物模拟件，装载了电池包的载体模拟汽车，其以自由落体的形式撞向障碍物模拟件的过程，模拟的是汽车托底时，汽车底部被障碍物顶起后，回落砸向障碍物的过程，该种撞击形式模拟了汽车托底时电池包与障碍物之间撞击的真实工况，相比现有技术，工况模拟真实性提升，进而能够有效提升电池包的撞击测试结果精度。该电池包底部撞击测试系统结构新颖、合理，适用于电池包整车级别动态球击试验，实用性强。

Description

电池包底部撞击测试系统及方法

技术领域

本发明涉及电池包测试技术领域，特别是涉及一种电池包底部撞击测试系统及方法。

背景技术

随着新能源的快速发展，储能、汽车等领域对电池的需求越来越强烈，为了满足相关的研发测试需求以及电池包安全性能研究，需要开发相应的测试系统。以新能源汽车为例，一般对安装在其底部的电池包进行撞击测试模拟。现有技术采用动态球击的方式进行电池包撞击测试，即测试时，电池包位置固定，采用一定质量的小球以一定初速度向电池包底壳进行撞击。

然而，实际汽车托底是整车被底部障碍物顶起后又回落砸向障碍物的过程，现有动态球击撞电池包的测试方法并无法模拟整车托底时，电池包与障碍物之间撞击的真实工况，从而导致电池包撞击测试结果精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的电池包底部撞击测试系统及方法，以解决上述现有动态球击撞电池包的测试方法无法模拟整车托底时，电池包与障碍物之间撞击的真实工况，从而导致电池包的撞击测试结果精度较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种电池包底部撞击测试系统，包括汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元，所述汽车模拟单元包括底部能够装载电池包的载体；所述障碍物模拟单元包括障碍物模拟件；所述提升释放单元用于将所述载体提升至所述障碍物模拟件上方后释放，以使所述载体带动所述电池包，回落至所述障碍物模拟件上。

可选的，所述障碍物模拟单元还包括位置调节件，所述位置调节件与所述障碍物模拟件相连，能够调节所述障碍物模拟件的高度。

可选的，所述提升释放单元包括支撑台和提升结构，所述支撑台间隔设置有两组，所述支撑台上方用于放置所述载体，所述障碍物模拟单元设置于两组所述支撑台之间；所述提升结构用于将所述支撑台上的所述载体提升至高于所述障碍物模拟件后释放。

可选的，所述提升结构包括龙门起重机和脱钩器，所述龙门起重机设置于所述支撑台的一端，用于提升所述载体；所述脱钩器设置于所述龙门起重机的悬吊端，所述脱钩器用于通过绳索与所述载体的一端相连，以在所述载体提升到位后释放所述载体。

可选的，两组所述支撑台之间设置有支撑底板，所述支撑底板低于所述支撑台的顶部台面，所述障碍物模拟件设置于所述支撑底板上。

可选的，所述位置调节件为用于垫放在所述障碍物模拟件下方的垫块；或者，所述位置调节件为液压升降台；或者，所述位置调节件为三维调节机构。

可选的，所述障碍物模拟件的与所述电池包撞击的部位为球面结构、平面结构或尖锥结构。

可选的，所述载体为汽车或配置有配重结构的载台。

可选的，所述载台的底面还配置有移动轮。

本发明还提出一种电池包底部撞击测试方法，采用如上所述的电池包底部撞击测试系统实施，包括步骤：S1、将底部装载有电池包的所述载体置于所述支撑台上；S2、通过所述位置调节件调节所述障碍物模拟件的高度，以使其与所述载体底部装载的电池包接触；S3、通过所述提升结构将所述载体整体或局部抬升试验预设高度H，并通过所述位置调节件将所述障碍物模拟件提升高度h，h<H；S4、所述提升结构释放所述载体，以使所述载体带动所述电池包，以自由落体的形式回落至所述障碍物模拟件上，完成所述电池包与所述障碍物模拟件的撞击。

可选的，步骤S3中的所述高度h不大于300mm。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明提出的电池包底部撞击测试系统，包括汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元。该测试系统在完成撞击测试时，障碍物模拟单元的障碍物模拟件相对地面静止，汽车模拟单元的载体下落撞向障碍物模拟件，装载了电池包的载体模拟汽车，被提升后回落撞向障碍物模拟件的过程，模拟的是汽车托底时，汽车底部被障碍物顶起后，回落砸向障碍物的过程，该种撞击形式模拟了汽车托底时电池包与障碍物之间撞击的真实工况，相比现有技术，工况模拟真实性提升，进而能够有效提升电池包的撞击测试结果精度。该电池包底部撞击测试系统结构新颖、合理，适用于电池包整车级别动态球击试验，对电动汽车动力电池包底部动态安全进行测试评价，避免了使用整车测试的高成本，实用性强。

本发明提出的电池包底部撞击测试方法，采用上述电池包底部撞击测试系统实施，其可以模拟汽车托底时电池包与障碍物之间撞击的真实工况，相比现有技术，工况模拟真实性提升，进而能够有效提升电池包的撞击测试结果精度。

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为本发明实施例所公开的电池包底部撞击测试系统的整体结构示意图。

图2为本发明实施例所公开的电池包底部撞击测试系统的俯视图。

图3为本发明实施例所公开的电池包底部撞击测试系统中，载台位于支撑台上的结构示意图。

图4为本发明实施例所公开的载台位于支撑台上时，障碍物模拟件与载台底部电池包处于接触状态的结构示意图。

图5为本发明实施例所公开的载台底部电池包高于障碍物模拟件的结构示意图。

图6为本发明实施例所公开的载台底部电池包与障碍物模拟件处于撞击状态的结构示意图。

图7为本发明实施例所公开的电池包底部撞击测试方法的流程图。

其中，附图标记为：100、电池包底部撞击测试系统；1、电池包；2、载体；21、载台；22、移动轮；3、障碍物模拟件；4、位置调节件；5、支撑台；6、龙门起重机；7、脱钩器；8、绳索；9、支撑底板；10、撞击点。

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。

本发明的目的之一是提供一种新型的电池包底部撞击测试系统，以解决现有动态球击撞电池包的测试方法无法模拟整车托底时，电池包与障碍物之间撞击的真实工况，从而导致电池包的撞击测试结果精度较低的问题。

本发明的另一目的还在于提供一种基于上述电池包底部撞击测试系统实施的电池包底部撞击测试方法，以解决现有动态球击撞电池包的测试方法无法模拟整车托底时，电池包与障碍物之间撞击的真实工况，从而导致电池包的撞击测试结果精度较低的问题。

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。

实施例一：如图1~图6所示，本实施例提供一种新型的电池包底部撞击测试系统100，主要包括汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元，其中，汽车模拟单元包括底部能够装载电池包1的载体2，障碍物模拟单元包括障碍物模拟件3，提升释放单元用于将载体2提升至障碍物模拟件3上方后释放，以使载体2带动电池包1回落至障碍物模拟件3上，完成载体2上电池包1与障碍物模拟件3之间的撞击。一般情况下，载体2是以自由落体的形式回落至障碍物模拟件3上。该测试系统在完成撞击测试时，障碍物模拟件3相对地面静止，载体2以回落的形式撞向障碍物模拟件3，装载了电池包1的载体2模拟实车（实车质量），其以向下回落的形式撞向障碍物模拟件3的过程，模拟的是汽车托底时，汽车底部被障碍物顶起后，回落砸向障碍物的过程，该种撞击形式模拟了汽车托底时电池包与障碍物之间撞击的真实工况，相比现有技术，工况模拟真实性提升。进而能够有效提升电池包的撞击测试结果精度。

本实施例中，障碍物模拟单元还包括位置调节件4，位置调节件4与障碍物模拟件3相连，能够调节障碍物模拟件3的高度。该位置调节件4可以采用用于垫放在障碍物模拟件3下方的垫块，垫块可以设置多个且每个的厚度规格不同，能够根据不同的载体2以及载体2上的电池包1，在障碍物模拟件3下方垫放某一厚度规格的垫块一块，或相同或不同厚度的垫块多块，以达到调节障碍物模拟件3高度的目的。除了上述垫块的结构形式，位置调节件4还可以采用自动化设备，比如液压升降机构、电动升降机构等。为了提升电池包底部撞击测试系统100的精度和测试效率，优选位置调节件4采用液压升降机构（比如液压升降台、千斤顶等）、电动升降机构等自动化设备。

进一步地，为了提升测试系统的可靠性和灵活性，位置调节件4除了能够调节障碍物模拟件3的高度（空间Z向）之外，还优选能够调节障碍物模拟件3在空间X向和Y向上的位置，即位置调节件4整体可对障碍物模拟件3进行三维位置调节，以适应不同安装位置、不同型号的电池包，这也提升了电池包底部撞击测试系统100的适应性。位置调节件4可以为现有的三维调节机构，既保留了对障碍物模拟件3的升降调节功能，也能够实现调节障碍物模拟件3在空间X向和Y向上的位置，该三维调节机构可以为三维滑台。

进一步地，本实施例中，障碍物模拟件3的与电池包1撞击的部位，即其顶部可为球面结构、平面结构或尖锥结构。作为优选方案，障碍物模拟件3的与电池包1撞击的部位设置为球面结构，如图1~图6所示，障碍物模拟件3顶部为半球形，载体2回落至障碍物模拟件3上时，与障碍物模拟件3的球面形成撞击点10。

本实施例中，前述的提升释放单元具体包括支撑台5和提升结构，如图1和图2所示，支撑台5间隔、对称设置有两组，支撑台5上方用于放置载体2，障碍物模拟单元设置于两组支撑台5之间；提升结构用于将支撑台5上的载体2提升至高于障碍物模拟件3后释放，以完成载体2的自由下落。

本实施例中，前述的提升结构包括龙门起重机6和脱钩器7，龙门起重机6设置于支撑台5的一端，用于提升载体2；脱钩器7设置于龙门起重机6的悬吊端，脱钩器7用于通过绳索8与载体2相连，绳索8可以采用多根，并均布在载体2外周，以实现龙门起重机6对载体2的整体抬升；考虑到汽车托底时，一般仅车头位置上抬、车尾位置着地，为了提升汽车托底工况模拟的真实性，绳索8还可以仅与载体2的一端相连，如图1所示，绳索8仅与载体2的右端相连，提升时，仅提升载体2的右端即可，同时也降低了对龙门起重机6的吨位要求，测试成本降低。

本实施例中，两组支撑台5之间设置有支撑底板9，支撑底板9低于支撑台5的顶部台面，障碍物模拟件3设置于支撑底板9上。支撑底板9可以与两侧的支撑台5通过焊接、挂接等形式相连接，也可以没有连接关系。实际应用中，可以在地面挖设凹坑，两组支撑台5设置于凹坑的顶部开口两侧，支撑底板9设置于凹坑内，此时支撑底板9也属于位于两组支撑台5之间的状态。

本实施例中，载体2可直接采用汽车，为了降低试验成本，也可以采用配置有配重结构的载台21模拟汽车结构，载台21为平板结构，底部设置有用于嵌置电池包1的凹槽，顶部可通过设置常规配重块等结构增加载台21重量，以模拟真实汽车的体积及重量。为了提升载台21使用的灵活性，可在载台21的底面配置移动轮22，一般设置四个移动轮22，分两组对称分布于载台21的两侧，停放在支撑台5时，同侧的两个移动轮22位于同一支撑台5上，两组移动轮22分别位于两支撑台5上。两支撑台5的两端均设置有坡度，方便载台21利用斜坡移动至支撑台5上，或利用斜坡从支撑台5上滑下。

本实施例中，还配置有控制单元，该控制单元优选为PLC控制系统，其与汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元均通讯连接，以实现整个电池包底部撞击测试系统的自动化运行，节省人力的同时，可提升试验效率、试验精度以及试验安全性。

下面基于上述电池包底部撞击测试系统对电池包底部撞击测试方法作具体说明，其中，载体2为配置有移动轮22的载台21，可以直接采用台车替代。电池包底部撞击测试方法主要包括如下步骤：S1、如图3所示，将底部装载有电池包1的载台21移动至支撑台5顶部，并静置于支撑台5上；电池包1的装载固定方式，可以采用捆绑固定、箱盒固定、嵌装固定、卡装固定等多种形式，具体不再赘述。

S2、通过位置调节件4调节障碍物模拟件3的高度和在相应高度处的水平位置，以使其与电池包1接触，如图4所示，此时障碍物模拟件3所在高度为其初始高度。

S3、如图5所示，载台21左端与支撑台5接触，右端通过龙门起重机6抬升预设试验高度H（一般根据企业设计的目标拟合出高度-回落速度的关系MAP图设定该H值）；之后通过位置调节件4，将障碍物模拟件3相对步骤S2中障碍物模拟件3的初始高度位置，再提升高度h，h小于H，通过该高度差的设置，可以确保载台21回落时，能够与障碍物模拟件3产生充分撞击。如图6中的障碍物模拟件3，其相对图5中的障碍物模拟件3提升了高度h。

S4、脱钩器7释放载台21右端，载台21右端自由下落，此过程中，载台21右端以及电池包1以自由落体的形式回落至障碍物模拟件3上，从而完成了电池包1与障碍物模拟件3的撞击测试。如图6所示，由于步骤S3中障碍物模拟件3相对图5提升了高度h，所以电池包1与障碍物模拟件3撞击时，载台21右端并没有着落于支撑台5上，而是高于支撑台5顶面。

作为进一步的优选方案，上述步骤S3中的高度h不大于300mm。

由此可见，本技术方案的具体有益效果如下。

（1）本方案将电池包装在可以配重的载台21上，模拟了实车质量，进行底部球击时，符合实际情况，适用于电池包整车级别动态球击试验。

（2）本方案既能用实车试验，也可以用载台21装载电池包，并配重成整车质量进行试验，灵活可靠。

（3）通过龙门起重机配合脱钩器的布置，使得装有电池包的载台21抬升到一定高度，和支撑台支撑台面形成一定高度差，能够模拟整车坠落过程的高度差。

（4）位置调节件可以自动调控障碍物模拟件的位置，以合理方便地控制撞击的高度。

（5）本方案为一套整车动态球击测试系统，实现真正意义上的动态球击，通过控制单元的设置可实现不同参数化控制的试验目的，实用性强。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电池包底部撞击测试系统，其特征在于，包括汽车模拟单元、障碍物模拟单元和提升释放单元，所述汽车模拟单元包括底部能够装载电池包的载体；所述障碍物模拟单元包括障碍物模拟件；所述提升释放单元用于将所述载体提升至所述障碍物模拟件上方后释放，以使所述载体带动所述电池包，回落至所述障碍物模拟件上。

2.根据权利要求1所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述障碍物模拟单元还包括位置调节件，所述位置调节件与所述障碍物模拟件相连，能够调节所述障碍物模拟件的高度。

3.根据权利要求2所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述提升释放单元包括支撑台和提升结构，所述支撑台间隔设置有两组，所述支撑台上方用于放置所述载体，所述障碍物模拟单元设置于两组所述支撑台之间；所述提升结构用于将所述支撑台上的所述载体提升至高于所述障碍物模拟件后释放。

4.根据权利要求3所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述提升结构包括龙门起重机和脱钩器，所述龙门起重机设置于所述支撑台的一端，用于提升所述载体；所述脱钩器设置于所述龙门起重机的悬吊端，所述脱钩器用于通过绳索与所述载体的一端相连，以在所述载体提升到位后释放所述载体。

5.根据权利要求3所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，两组所述支撑台之间设置有支撑底板，所述支撑底板低于所述支撑台的顶部台面，所述障碍物模拟件设置于所述支撑底板上。

6.根据权利要求2~5任意一项所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述位置调节件为用于垫放在所述障碍物模拟件下方的垫块；或者，所述位置调节件为液压升降台；或者，所述位置调节件为三维调节机构。

7.根据权利要求1~5任意一项所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述障碍物模拟件的与所述电池包撞击的部位为球面结构、平面结构或尖锥结构。

8.根据权利要求3~5任意一项所述的电池包底部撞击测试系统，其特征在于，所述载体为汽车或配置有配重结构的载台。

9.一种电池包底部撞击测试方法，采用如权利要求3~5任意一项所述的电池包底部撞击测试系统实施，其特征在于，包括步骤：S1、将底部装载有电池包的所述载体置于所述支撑台上；S2、通过所述位置调节件调节所述障碍物模拟件的高度，以使其与所述载体底部装载的电池包接触；S3、通过所述提升结构将所述载体整体或局部抬升试验预设高度H，并通过所述位置调节件将所述障碍物模拟件提升高度h，h<H；S4、所述提升结构释放所述载体，以使所述载体带动所述电池包，以自由落体的形式回落至所述障碍物模拟件上，完成所述电池包与所述障碍物模拟件的撞击。

10.根据权利要求9所述的电池包底部撞击测试方法，其特征在于，步骤S3中的所述高度h不大于300mm。