一种动力电池包的道路模拟试验方法技术

本发明专利技术公开了一种动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，试验时，将待测动力电池包固定在六自由度平台上，利用六自由度平台模拟道路振动，对动力电池包进行性能测试。本发明专利技术具有能够模拟道路颠簸，能够对动力电池包进行动态测试，有利于提高测试结果的准确性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池包的道路模拟试验方法
本专利技术涉及汽车模拟试验
，特别的涉及一种动力电池包的道路模拟试验方法。
技术介绍
随着汽车数量的急剧增加，环境污染问题也越来越严峻，为了改善日益严重的环境污染，电动汽车应运而生，通过电池包带动汽车运行，由于带动车辆运行需要提供足够的电力，因此，电池包体积较大，为保证电池包的性能及安全，需要在动力电池投入使用前进行性能及寿命测试。目前，对动力电池的测试主要是静态测试，即动力电池在测试过程中固定放置，仅利用测试系统模拟整车负载进行测试。然而，动力电池包在实际道路行驶时，还会因路面颠簸而受到震动，进而影响电池包的各项性能。因此，急需一种能够模拟道路颠簸，便于对动力电池包进行动态测试的试验方法。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够模拟道路颠簸，能够对动力电池包进行动态测试，有利于提高测试结果的准确性的动力电池包的道路模拟试验方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，试验时，将待测动力电池包固定在六自由度平台上，利用六自由度平台模拟道路振动，对动力电池包进行性能测试。进一步的，试验前，先获取动力电池包在实车道路工况下的振动数据，将同型号的动力电池包安装在实车上，并在动力电池包上布置至少三个三向加速度传感器，实时获取并计算动力电池包在实车道路工况下的位移量和转角数据；试验时，将动力电池包在实车道路工况下的位移量和转角数据作为控制参数输入到六自由度平台的控制系统中，控制六自由度平台变换位姿，模拟动力电池包的实车道路工况。进一步的，所述六自由度平台为串联式六自由度平台，包括静平台和动平台，所述动平台和静平台之间连接有三组竖向驱动机构和三组横向驱动机构；所述竖向驱动机构为竖向设置的作动器，所述作动器的两端分别铰接在所述动平台和静平台上，分别为第一作动器A1B1，第二作动器A2B2和第三作动器A3B3；每组所述横向驱动机构包括一个竖向铰接设置在静平台上的作动器和一个横向铰接设置在动平台上的连杆，以及一个铰接在作动器和连杆之间的三角形的转动块，三组所述横向驱动机构分别对应为第三作动器B4E4、第一连杆A4D1和第一转动块C1D1E1，第五作动器B5E5、第二连杆A5D2和第二转动块C2D2E2，第六作动器B6E6、第二连杆A6D3和第二转动块C3D3E3；其中，A1～A6为动平台上的铰点；B1～B6为静平台上的铰点；C1～C3、D1～D3以及E1～E3为转动块上的铰点；动力电池包在实车道路工况下X、Y、Z三个方向上的位移量分别为a1，a2，a3；动力电池包在实车道路工况下绕Z轴、Y轴、X轴的转角分别为a4，a5，a6；具体控制时，所述六自由度平台的作动器的伸长量为：Δl1＝l1-l0Δl2＝l2-l0Δl3＝l3-l0Δl4＝l4-l0Δl5＝l5-l0Δl6＝l6-l0式中，l0为作动器的原始长度；l1～l6分别为第一作动器～第六作动器伸长后的长度；其中，l1～l3采用如下公式计算：式中，i为1～3，Hix、Hiy、Hiz分别为动平台上的铰点在静坐标系中x、y、z三个方向上的坐标；Bix、Biy、Biz分别为静平台上的铰点在静坐标系中x、y、z三个方向上的坐标；Ox、Oy、Oz分别为动平台上的原点在静坐标系中x、y、z三个方向上的坐标；l4～l6采用如下公式计算：式中，E1、E2、E3；B4、B5、B6分别为各铰点在静坐标系中x、y、z三个方向上的坐标组成的向量，T为变换矩阵，具体为：式中，sna＝sina，csa＝cosa。综上所述，本专利技术具有能够模拟道路颠簸，能够对动力电池包进行动态测试，有利于提高测试结果的准确性等优点。附图说明图1为测点布置位置示意图。图2为积分模型示意图。图3～图5为XYZ方向的转角求解图。图6为串联式六自由度平台的机械原理示意图。图7～图9为旋转变换示意图。图10为转动块的转动示意图。图11为串联式六自由度平台三维建模的结构示意图。图12为串联式六自由度平台位置反解仿真模型。图13为六自由度平台及电池包的三维模型图。图14为作动器伸缩量变化曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。1.电池包道路谱采集为了得到室内道路模拟试验的加载谱，有必要对实际道路或试验场道路谱进行采集。1.1采集测点位置的确定本次采集测点的布置位置要求：1)能够较全面的反应被试件的真实振动情况，2)能够方便求取试验台受振时的确定的位姿。本实施例选用加速度作为测量量并对信号进行了同步采集。如图1所示，加速度测点如下：表1采集测点信息表测点布置位置测量量M1吊耳1下三向加速度M2吊耳3下三向加速度M3吊耳5下三向加速度M4吊耳7下三向加速度M5电池包质心三向加速度1.2道路谱采集及预处理根据所选的测点完成加速度传感器的布置，然后运用美国HBM公司的eDAQ数据采集系统完成道路谱的采集，最后进行道路谱预处理，处理过程主要分3个部分：1)滤波处理，2)剔除奇异值，3)去除无效信号。2.电池包振动位姿求解2.1x、y、z方向的位移求解为了尽可能精准的求取电池包振动时在x、y、z三个方向上的位移量，选取M1～M4测点的位移取平均值。现已知各测点的三向加速度，通过ncode软件积分模块两次积分可得各测点三个方向上的位移量，积分模型如图2所示。最后取平均值得电池包振动时的x、y、z三个方向上的位移量分别为a1，a2，a3。2.2x,y,z方向的转角求解各测点M1～M5相对于电池包质心的位移分别为L1～L5，各测点在X、Y、Z方向的加速度经两次积分变换以后的位移量分别为X1～X5，Y1～Y5以及Z1～Z5，测点1跟测点3绕x轴上的转角分别为a41、a43，测点2跟测点4绕y轴上的转角分别为a52、a54，测点1～5绕z轴上的转角分别为a61～a65。由图3～图5可得：所以电池包振动时三个方向上的转角3.串联式六自由度平台结构与原理串联式六自由度平台是一种具有六自由度运动能力的机构。如图6所示，主要组成为：1)动平台，用于承载被试件；2)液压作动器，共6个，分别为图中的A1B1、A2B2、A3B3、E1B4、E2B5、E3B6，用于实现驱动；3)转动块3个，分别为图中的C1D1E1、C2D2E2、C3D3E3，用于实现运动换向；4)连杆3个，分别为图中的D1A4、D2A5、D3A6，用于连接动平台与转动块；5)铰链，6个球铰，6个虎克铰；图中的A1～A6为球铰，B1～B3和D1～D3为虎克铰，用于固定连接两个构件；6)静平台，机构的底座。本串联式六自由度平台通过6个液压作动器的伸缩来实现横移、纵移、升降、横摆、侧倾、偏航6个自由度的运动以及它们的组合运动。4.平台运动学反解算法以竖直方向的三个作动器中心位置为静坐标原点，以静坐标原点沿Z轴方向移动到动平台上表面为动坐标原点分别建立静坐标系和动坐标系,如图6所示。对于串联式六自由度平台的运动学求解有正解和反解两种，已知动平台在空间中的位姿求作动器的伸长量为运动学反解。用坐标a＝(a1,a2,a3,a4,a5,a6)来表示动平台在静坐标中的位姿，a1,a2,a3来表示动平台在静坐标的位置，a4,a5,a6表示动平台在静坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，试验时，将待测动力电池包固定在六自由度平台上，利用六自由度平台模拟道路振动，对动力电池包进行性能测试。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，试验时，将待测动力电池包固定在六自由度平台上，利用六自由度平台模拟道路振动，对动力电池包进行性能测试。2.如权利要求1所述的动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，试验前，先获取动力电池包在实车道路工况下的振动数据，将同型号的动力电池包安装在实车上，并在动力电池包上布置至少三个三向加速度传感器，实时获取并计算动力电池包在实车道路工况下的位移量和转角数据；试验时，将动力电池包在实车道路工况下的位移量和转角数据作为控制参数输入到六自由度平台的控制系统中，控制六自由度平台变换位姿，模拟动力电池包的实车道路工况。3.如权利要求2所述的动力电池包的道路模拟试验方法，其特征在于，所述六自由度平台为串联式六自由度平台，包括静平台和动平台，所述动平台和静平台之间连接有三组竖向驱动机构和三组横向驱动机构；所述竖向驱动机构为竖向设置的作动器，所述作动器的两端分别铰接在所述动平台和静平台上，分别为第一作动器A1B1，第二作动器A2B2和第三作动器A3B3；每组所述横向驱动机构包括一个竖向铰接设置在静平台上的作动器和一个横向铰接设置在动平台上的连杆，以及一个铰接在作动器和连杆之间的三角形的转动块，三组所述横向驱动机构分别对应为第三作动器B4E4、第一连杆A4D1和第一转动块C1D...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹喜红，袁冬梅，杨英，王瑞东，程凯华，田横，夏鋆，涂国杰，向辉，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50