一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),包括液壓泵站、作動缸、道路譜采集器、動力電池模擬器、動力電池包和主控計算機;其中:所述液壓泵站通過高壓油管與所述作動缸相連接,被測的所述動力電池包通過工裝夾具置于所述作動缸上;所述作動缸設(shè)有伺服閥,所述道路譜采集器通過作動缸控制器與所述伺服閥相連接;所述動力電池模擬器與被測的所述動力電池包相連接,被測的所述動力電池包通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述主控計算機相連接。本實用新型的測試系統(tǒng)可在動力電池放電狀態(tài)下包括從而對動力電池殼體的結(jié)構(gòu)耐久性、內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)、動力電池振動下的放電特性、溫度場分布等進行試驗分析。
【專利說明】—種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于動力電池的性能檢測領(lǐng)域,具體涉及一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車由于其環(huán)保節(jié)能的特點,是當前汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。有別于傳統(tǒng)汽車,電動汽車增加了動力電池高壓系統(tǒng),動力電池作為其動力源,電池單體和電池包的可靠性是影響整車性能的關(guān)鍵因素之一。
[0003]現(xiàn)在國內(nèi)的電池生產(chǎn)企業(yè),通常只對動力電池的電芯或模組進行性能試驗,而不對電池包體進行試驗研究;而電動汽車整車廠,也很少對電池包體進行單獨的試驗研究,通常是把電池包搭載到整車上進行室外的道路試驗,但是,由于室外道路試驗條件的限制(天氣因素、駕駛員駕駛習慣、行駛路線等),并不能準確地對動力電池包整體在實際道路的工況下振動時所表達出的性能進行有效分析。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此,本實用新型提供一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),旨在通過模擬道路工況對動力電池包整體的性能加以測試和分析。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案具體為:一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),包括液壓泵站、作動缸、道路譜采集器、動力電池模擬器、動力電池包和主控計算機;其中:所述液壓泵站通過高壓油管與所述作動缸相連接,被測的所述動力電池包通過工裝夾具置于所述作動缸上;所述作動缸設(shè)有伺服閥,所述道路譜采集器通過作動缸控制器與所述伺服閥相連接;所述動力電池模擬器與被測的所述動力電池包相連接,被測的所述動力電池包通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述主控計算機相連接。
[0006]所述動力電池模擬器通過高壓母線和低壓通訊接口與被測的所述動力電池包相連接。
[0007]所述動力電池模擬器與所述主控計算機相連接。
[0008]被測的所述動力電池包上設(shè)有加速度傳感器,所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
[0009]所述加速度傳感器設(shè)于被測的所述動力電池包的邊角處,用于反饋所述動力電池包的四個角的加速度。
[0010]被測的所述動力電池包的內(nèi)部設(shè)有多個溫度傳感器,所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
[0011]被測的所述動力電池包的殼體上設(shè)有多個半橋應(yīng)變片,所述半橋應(yīng)變片與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
[0012]多個所述半橋應(yīng)變片均勻分布于被測的所述動力電池包的殼體上。
[0013]所述工裝夾具的一端與設(shè)于所述動力電池包的電池包安裝點相連接,另一端與設(shè)于所述作動缸的作動缸托盤相連接。
[0014]本實用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0015]本實用新型的電動汽車動力電池系統(tǒng)振動測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)電池包放電狀態(tài)下,動力電池在實際道路模擬工況的臺架試驗,從而可以對動力電池進行如下研究:
[0016]I)路面振動對動力電池的放電特性、電池包內(nèi)阻、電池包內(nèi)部連接件的影響;
[0017]2)路面振動對電池包內(nèi)部溫度場分布的影響;
[0018]3)路面振動對動力電池包殼體結(jié)構(gòu)耐久性的影響。
[0019]四個作動缸與工裝夾具連接驅(qū)動動力電池包模擬道路振動,動力電池包與動力電池模擬器相連接,由動力電池模擬器模擬實際道路的負載,使動力電池包進行放電;在試驗過程中,通過數(shù)據(jù)采集軟件采集動力電池的CAN信號、電池包殼體上的應(yīng)變信號以及電池包內(nèi)部的溫度信號,進而對上述研究內(nèi)容進行分析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]當結(jié)合附圖考慮時,能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,實施例及其說明用于解釋本實用新型,并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定,其中:
[0021]圖1為本實用新型一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖2為圖1中動力電池包的加速度傳感器和電池包安裝點的布置示意圖。
[0023]圖中:1、液壓泵站2、高壓油管3、伺服閥4、作動缸5、作動缸控制器6、道路譜采集器7、動力電池包8、動力電池模擬器9、加速度傳感器10、溫度傳感器11、半橋應(yīng)變片12、工裝夾具13、高壓母線14、低壓通訊接口 15、主控計算機16、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)17、電池包安裝點18、作動缸托盤。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0025]如圖1-2所示的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),主要包括液壓泵站1、伺服閥3、作動缸4、作動缸控制器5、道路譜采集器6、被測的動力電池包7、動力電池模擬器8、工裝夾具12、主控計算機15和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16,動力電池包7的加速度傳感器9、溫度傳感器10和半橋應(yīng)變片11 ;其中:液壓泵站I通過高壓油管2與四個作動缸4相連接,動力電池包7通過工裝夾具12安裝到作動缸4上,其中:
[0026]工裝夾具12根據(jù)不同的電池包體進行設(shè)計,工裝夾具12的一端通過螺栓與電池包安裝點17連接(其連接方式與整車相同),另一端則通過螺栓與作動缸托盤18連接。在保證強度的前提下,工裝夾具盡量選擇密度小的金屬材料,以保證設(shè)備迭代的準確性,本實用新型中,使用鋁合金作為工裝夾具的材料。
[0027]作動缸4設(shè)有伺服閥3,道路譜采集器6通過作動缸控制器5與四個伺服閥3相連接;動力電池模擬器8通過高壓母線13和低壓通訊接口與被測的所述動力電池包7相連接,動力電池包7通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16與主控計算機15相連接。測試系統(tǒng)通過以下途徑實現(xiàn)對動力電池包的測試:
[0028]I)液壓泵站I通過高壓油管2給作動缸4提供驅(qū)動液壓力,在作動缸控制器5的控制下驅(qū)動四個作動缸4運動;被測試車輛動力電池包7的四個邊角處安裝加速度傳感器9,用以反饋動力電池包7四個角的加速度。動力電池包7通過工裝夾具12安裝到作動缸4上。從實際道路上采集到的電池包加速度信號通過道路譜采集器6輸入給作動缸控制器5,作動缸控制器5根據(jù)實際道路譜數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的頻響函數(shù),生成驅(qū)動信號,輸出給伺服閥3,使其控制作動缸4模擬實際道路上的動力電池包7的振動情況,進而驅(qū)動被測的動力電池包7進行振動。被測動力電池包7的振動,引起其四個安裝點處產(chǎn)生加速度信號,作動缸控制器5根據(jù)反饋的加速度信號與道路譜信號進行對比,進而修正驅(qū)動信號使其趨近目標信號,得到的最終驅(qū)動信號用作動力電池包7振動試驗的激勵信號。
[0029]2)在被測動力電池包7的殼體上均勻布置的多個(如20個)半橋應(yīng)變片11,這些應(yīng)變信號被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16采集并輸入給主控計算機15,主控計算機15監(jiān)測并采集這些點的受力變化,通過應(yīng)變信號數(shù)據(jù)可以對動力電池包7進行疲勞壽命分析,幫助動力電池包7殼體的設(shè)計開發(fā)。
[0030]3)動力電池模擬器8通過高壓母線13(正、負極)和低壓通訊接口 14與動力電池包7相連接,當動力電池,包7進行振動試驗時,動力電池模擬器8作為動力電池包7的負載,通過道路上采集到的動力電池放電特性使動力電池包7進行放電。動力電池內(nèi)部安裝多個(如24個)溫度傳感器10,用于監(jiān)測振動及工作狀態(tài)下電池包內(nèi)部溫度場的變化,通過溫度場的分布和變化,可以有助于在對動力電池包7設(shè)計中,,對電池包內(nèi)模組進行合理分布。
[0031]4)動力電池模擬器8將采集動力電池包7真實振動狀態(tài)下的動力電池內(nèi)部電芯的電壓、電流、內(nèi)阻和溫度的變化,并將該數(shù)據(jù)輸入給主控計算機15,從而監(jiān)測動力電池包7的工作狀態(tài)。
[0032]5)動力電池包振動試驗結(jié)束后,對動力電池包7進行三坐標測量,分析電池包外殼是否發(fā)生開裂或變形;對電池包進行拆解,觀察動力電池包7內(nèi)部電芯之間連接件是否發(fā)生松動,從而判斷電池包的結(jié)構(gòu)耐久性能。
[0033]電動汽車用動力電池振動測試系統(tǒng)可以同時進行電池包結(jié)構(gòu)耐久試驗、電池包振動試驗、電池包放電特性試驗、電池包內(nèi)溫度場分布試驗等。通過該試驗得到的應(yīng)變信號,可以輸入給相關(guān)的CAE仿真軟件,對電池包的耐久性進一步的仿真分析;試驗得到的溫度場信號,電芯的電壓、電流和內(nèi)阻信號,有助于電池性能研究和模組分布研究。
[0034]如上所述,對本實用新型的實施例進行了詳細地說明,顯然,只要實質(zhì)上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形,也均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),包括液壓泵站、作動缸、道路譜采集器、動力電池模擬器、動力電池包和主控計算機;其中: 所述液壓泵站通過高壓油管與所述作動缸相連接,被測的所述動力電池包通過工裝夾具置于所述作動缸上; 所述作動缸設(shè)有伺服閥,所述道路譜采集器通過作動缸控制器與所述伺服閥相連接; 所述動力電池模擬器與被測的所述動力電池包相連接,被測的所述動力電池包通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述主控計算機相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,所述動力電池模擬器通過高壓母線和低壓通訊接口與被測的所述動力電池包相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,所述動力電池模擬器與所述主控計算機相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,被測的所述動力電池包上設(shè)有加速度傳感器,所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,所述加速度傳感器設(shè)于被測的所述動力電池包的邊角處,用于反饋所述動力電池包的四個角的加速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,被測的所述動力電池包的內(nèi)部設(shè)有多個溫度傳感器,所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,被測的所述動力電池包的殼體上設(shè)有多個半橋應(yīng)變片,所述半橋應(yīng)變片與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,多個所述半橋應(yīng)變片均勻分布于被測的所述動力電池包的殼體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的動力電池振動測試系統(tǒng),其特征在于,所述工裝夾具的一端與設(shè)于所述動力電池包的電池包安裝點相連接,另一端與設(shè)于所述作動缸的作動缸托盤相連接。
【文檔編號】G01R31/36GK204165725SQ201420492346
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李毅, 董英雷, 田博士, 劉瑩, 陳淼鑫 申請人:北京新能源汽車股份有限公司