CN210174601U - 一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统 - Google Patents
一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，包括整车控制器、碰撞传感器、滑轨、锁止器、电池包、以及牵引装置，其中，电池包、锁止器、以及牵引装置均设置在滑轨上；碰撞传感器用于采集不同方向的碰撞加速度和压力，并将信号传递给整车控制器；整车控制器通过安装支架固定于汽车前舱，并通过CAN线控制锁止器以及牵引装置。本实用新型将滑轨装置应用于电动汽车电池包的安全保护方面，提供碰撞预留空间，在结构优化的基础上进行二次保护，更安全有效；本实用新型的保护系统可实现自动化，能够在第一时间被触发；本实用新型系统在未受到破坏的情况下无需置换，具有较好的经济性。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆碰撞安全领域，尤其是涉及一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统。
背景技术
随着全球石油能源短缺，汽车尾气排放造成的环境污染不断加剧，电动汽车以其清洁和使用可再生能源的优势成为当今汽车发展的一个重要方向。但近年来由于对其发展速度的过度追求，电动汽车安全性问题日益突出，起火爆炸事件屡屡发生，使社会各界对电动汽车发展和应用产生一定的疑惑，制约了电动汽车的推广和发展。因此，安全性问题已经成为当今电动汽车发展中亟待解决的技术问题。
动力电池作为电动汽车的动力源，是电动汽车的核心部件，而电池包又是一个十分复杂的系统，其安全性问题，尤其是碰撞安全性问题是电动汽车安全的重中之重。统计表明，电动汽车碰撞后产生起火爆炸的主要原因是电动汽车的动力电池包在碰撞过程中受到挤压或者冲击发生内部短路，进而导致漏电、起火以至爆炸。因此，对电动汽车的安全性研究十分关键。
目前关于电池包安全性研究主要集中在动力电池包耐撞性结构分析研究。对电池包的结构优化虽然能在一定程度上提高结构强度，实现材料轻量化，但是效果并不能够完全令人满意。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，通过本系统在电动汽车发生碰撞时的牵引作用，使电池包在的滑轨上发生与汽车加速度方向一致的位移，留给电池包足够的空间，克服现有电池包系统在碰撞过程因受到挤压发生大变形进而失效的技术难题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，包括整车控制器、碰撞传感器、滑轨、锁止器、电池包、以及牵引装置，其中，电池包、锁止器、以及牵引装置均设置在滑轨上；碰撞传感器用于采集不同方向的碰撞加速度和压力，并将信号传递给整车控制器；整车控制器通过安装支架固定于汽车前舱，并通过CAN线控制锁止器以及牵引装置。
进一步的，所述滑轨呈井字形，包括内滑轨、外滑轨、以及钢球保持架，外滑轨通过螺栓固定在电动汽车底盘上，电池包与内滑轨采用螺栓固接，电池包置于滑轨中心位置，保证其四个方向的可移动性，钢球保持架置于两轨中间，保证可滑动性。
进一步的，所述的锁止器固定于内外滑轨之间，由整车控制器控制启闭，进而在碰撞发生前后保证内滑轨的固定与移动。
进一步的，所述的牵引装置通过螺栓固结于底盘上的外滑轨一端，由同样固结于底盘并位于其外端的小型电机提供动力，每个牵引装置配有一个电机，并通过控制钢丝绳驱动内滑轨在外滑轨中的移动，并同时带动固定于内滑轨上的电池包从而实现碰撞过程的安全防护。
进一步的，所述的碰撞传感器为碰撞信号传感器，分别安装于B柱、发动机罩左右侧、侧门上，型号为2497-46AA。
进一步的，所述的整车控制器型号为OL200-121-12V。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统具有以下优势：
(1)本实用新型将滑轨装置应用于电动汽车电池包的安全保护方面，提供碰撞预留空间，在结构优化的基础上进行二次保护，更安全有效；
(2)本实用新型的保护系统可实现自动化，能够在第一时间被触发；
(3)本实用新型系统在未受到破坏的情况下无需置换，具有较好的经济性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的电动汽车碰撞过程动力电池安全保护系统的结构示意图；
图2为本实用新型中电动汽车碰撞过程动力电池安全保护系统安装位置示意图；
图3为本实用新型中导轨示意图；
图4为本实用新型的电动汽车碰撞过程动力电池安全保护过程的流程图。
附图标记说明：
1-电机；2-牵引装置；3-电池包；4-滑轨；5-锁止器装置；6-底盘；7-前舱，8-整车控制器；41-外滑轨；42-钢球保持架；43-内滑轨。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-4所示，本实用新型提供一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，固定在汽车底盘的后半部空间中，由于碰撞系统的复杂性，整车控制器8首先会根据设定的阈值对采集到的碰撞信号进行判定，以控制是否对电池采取牵引滑移而保证其安全性。
本系统的动力电池通过锁止器5固定于滑轨4上，核心部件是电动汽车整车控制器8(VCU)，通过检测碰撞传感器监测到的加速度与设定的阈值判定是否开启系统的保护模式。
滑轨4为井字型，包括由内滑轨43、外滑轨41及钢球保持架42三部分。外滑轨41通过螺栓固定在电动汽车底盘6上，电池包与内滑轨4同样采用螺栓固接的方式。电池包置于滑轨4中心位置，保证其四个方向的可移动性。钢球保持架42置于两轨中间，保证可滑动性。
锁止器5固定于内外滑轨之间，由VCU控制启闭，进而在碰撞发生前后保证内滑轨4的固定与移动。
牵引装置2通过螺栓固结于底盘6上的外滑轨41一端，由同样固结于底盘6并位于其外端的小型电机提供动力。每个牵引装置2配有一个电机1，并通过控制钢丝绳驱动内滑轨43在外滑轨41中的移动，并同时带动固定于内滑轨43上的电池包从而实现碰撞过程的安全防护。
VCU型号为OL200-121-12V定制型，它是纯电动汽车的控制核心，承载着功能与安全的双重职能，它是电控系统的一部分并通过安装支架固定于汽车前舱7。VCU可将碰撞信号进行分析，并通过CAN线控制锁止器5及电机1开闭，从而牵引滑轨4使电池包发生与碰撞加速度方向一致的位移，从而尽最大可能避免挤压变形。
碰撞传感器为碰撞信号传感器2497-46AA可监测不同方向的碰撞加速度和压力，分别安装于B柱、发动机罩左右侧、侧门等装置上，并将信号传递给VCU。
以法规要求的48km/h正碰为例，电动车前纵梁通常会在20ms时与刚性墙接触，80ms时会达到最大变形量。车载碰撞传感器在碰撞发生时会将信号传递给整车控制器，整车控制器通过预先设定好的程序进行数据分析。当整车控制器判定需要采取牵引保护时，锁止器会弹出，动力电池所在的内滑轨在牵引装置的带动下在外滑轨上向碰撞反方向滑动一定距离，以留出足够的挤压空间，设定该电池包在滑轨上最大可移动距离为300mm，当滑行达到300mm时，锁止器自动卡住，将电池包固定，完成整个保护过程。从信号采集到锁止器的闭合，整个过程控制在20ms-80ms范围内，确保动力电池的安全性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：包括整车控制器、碰撞传感器、滑轨、锁止器、电池包、以及牵引装置，其中，电池包、锁止器、以及牵引装置均设置在滑轨上；碰撞传感器用于采集不同方向的碰撞加速度和压力，并将信号传递给整车控制器；整车控制器通过安装支架固定于汽车前舱，并通过CAN线控制锁止器以及牵引装置。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：所述滑轨呈井字形，包括内滑轨、外滑轨、以及钢球保持架，外滑轨通过螺栓固定在电动汽车底盘上，电池包与内滑轨采用螺栓固接，电池包置于滑轨中心位置，保证其四个方向的可移动性，钢球保持架置于两轨中间，保证可滑动性。
3.根据权利要求2所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：所述的锁止器固定于内外滑轨之间，由整车控制器控制启闭，进而在碰撞发生前后保证内滑轨的固定与移动。
4.根据权利要求2所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：所述的牵引装置通过螺栓固结于底盘上的外滑轨一端，由同样固结于底盘并位于其外端的小型电机提供动力，每个牵引装置配有一个电机，并通过控制钢丝绳驱动内滑轨在外滑轨中的移动，并同时带动固定于内滑轨上的电池包从而实现碰撞过程的安全防护。
5.根据权利要求2所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：所述的碰撞传感器为碰撞信号传感器，分别安装于B柱、发动机罩左右侧、侧门上，型号为2497-46AA。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种应用于电动汽车碰撞过程的动力电池安全保护系统，其特征在于：所述的整车控制器型号为OL200-121-12V。
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| CN112382820A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 上海理工大学 | 一种主动控制电池保护装置及其控制方法 |
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