CN109458974B - 一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置、方法及动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置，测该量装置固定在动力电池壳体与电池模组之间，所述测量装置至少部分地贴合动力电池壳体的内侧壁，所述测量装置的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性；以侧面柱碰发生之后所述测量装置的变形量作为动力电池壳体的最大变形量。具有上述测量装置的动力电池在发生侧面柱碰后，可以通过测量装置保留动力电池壳体最大形变，便于对标CAE分析，获得实车试验的准确数据，作为汽车安全领域的数据。

Description

一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置、方法及动力 电池

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，特别是一种汽车侧面柱碰情况下动力电池变形量的测量装置。

背景技术

C-NCAP为中国的新车评估程序，即ChinaNew CarAssessmentProgramme,目前还未考虑车辆发生侧面柱撞的评价。但欧洲新车评估程序E-NCAP已经考虑该工况，具体如图1所示的侧面柱碰示意图，即车辆一侧的圆柱子沿与车辆纵向中心面呈75°的角度撞击车辆，撞击位置对准人体头部A的质心。

当车辆发生侧面柱撞的情况下，通常情况下允许车辆侧面车体结构发生一定的变形，否则无法充分吸收碰撞能量来达到降低人体伤害的目的。

另一方面，车体侧面发生较大变形侵入时，对动力电池同样会造成变形，动力电池下壳体两侧内壁22(如图4所示)在被挤压后会沿图6中的箭头方向发生旋转，从而减少了下壳体内侧壁22与动力电池模组3之间的空隙，只要在被挤压变形后的空隙充足，则冷却水管4不会有被击破漏水的风险。通常车辆在设计过程中会通过CAE仿真分析手段来确认该风险，因为在CAE仿真分析的时候是可以清晰地从仿真动画中观察到车体结构乃至动力电池包及其内部结构的变形情况。但实际如何才能得到验证则需要借助车辆侧面柱碰实车碰撞试验来进行验证。

最大变形值的测量有利于CAE仿真分析对标，并且更能反映实际碰撞中冷却水管被挤压的风险。而常规的在传统汽车实车试验过程测量中有以下方法，包括：1、通过橡皮泥以一定的形状来填充两个被测件之间的空隙；2、通过一个件上刷油彩另一个件上贴容易粘油彩的薄片(如纸张等)。

上述2种方法存在以下设计缺陷：

其中橡皮泥填充的设计方法，其缺陷在于：橡皮泥较软，容易在试验后碰撞车辆搬运过程中产生晃动变形等造成测量值的不准确。

刷油彩的方式，其缺陷在于：仅能检测到相邻两个件是否有被碰到但不能检测最大变形量。

因此，在现有技术中的侧面柱碰实车试验中，尚没有一种能够测量到动力电池最大变形量的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置、方法及动力电池，用于解决传统的汽车实车试验中无法准确测得动力电池的最大变形量的技术问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量方法，在动力电池壳体内部，在动力电池壳体与电池模组之间固定测量装置，所述测量装置至少部分地贴合动力电池壳体的内侧壁，所述测量装置的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性；以侧面柱碰发生之后所述测量装置的变形量作为动力电池壳体的最大变形量。

进一步的，在上述方法中，所述测量装置上设置有端部、贴合部以及连接部，所述贴合部通过连接部与端部连接，连接部与贴合部之间形成折弯使得两个端部位于贴合部的同一侧，所述贴合部与动力电池下壳体的内侧壁贴合，所述端部与动力电池下壳体的内侧壁以外的部分固定。

进一步的，在上述方法中，所述两个端部呈上下方向布置，其中位于上方的端部对应的连接部位于动力电池壳体内部的冷却水管上方并且搭置在该冷却水管上。

基于上述方法，本发明提供一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置，所述测量装置的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性；所述测量装置包括端部、贴合部以及连接部，所述贴合部通过连接部与端部连接，连接部与贴合部之间形成折弯使得两个端部位于贴合部的同一侧，所述贴合部与动力电池壳体的内侧壁适配，所述端部作为固定端用于将测量装置固定在动力电池壳体内。

将上述测量装置安装到动力电池壳体内部，形成一种动力电池，所述测量装置固定在动力电池壳体与电池模组之间，测量装置的两个端部呈上下方向布置，其中位于上方的端部对应的连接部位于动力电池壳体内部的冷却水管上方并且搭置在该冷却水管上。

具体的，在本发明中，所述测量装置的贴合部与动力电池壳体的下壳体的内侧壁贴合，贴合部的上端不超过动力电池上下壳体的配合面。

进一步的，在本发明中，所述测量装置的上端部固定在动力电池模组上，所述测量装置的下端部固定在动力电池下壳体底板上。

有益效果：

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置、方法及动力电池。该测量装置选用延伸率大、回弹小的材质，并且安装固定在动力电池壳体与电池模组之间，利用测量装置上贴合动力电池下壳体的部分来呈现动力电池在受到侧面柱碰后发生的最大变形位置，使得在实车试验中该最大变形得以保留。

符合上述要求的测量装置的材料在市面上非常常见，最常见的如铅条(常用于钓鱼坠)，也可以用铝条或锡条，因此，上述方案容易实现且价格低廉。

利用上述装置和方法进行实车试验时，测得的最大变形量与CAE仿真的效果相当，精确度高，可以作为碰撞安全领域的有效参数。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为侧面柱碰示意图；

图2为动力电池示意图；

图3为动力电池安装在车身上的横截面示意图；

图4为动力电池安装在车身上时测量铅条的位置示意图；

图5为发生侧面柱碰时动力电池的变形倾向示意图；

图6为铅条的结构示意图。

上述各附图标记的含义如下：

动力电池上壳体1、动力电池下壳体2、上下壳体搭接面21、下壳体内侧壁22、下壳体底板23、动力电池模组3、冷却水管4、测量装置5、十字槽盘头自攻螺钉51。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

本发明的初衷是研发一种可以在侧面柱碰的实车试验中体现动力电池最大变形量的方法，由于动力电池壳体本身在侧面柱碰后出现回弹，试验结束后的变形并非是试验过程中的最大变形，而动力电池在侧面柱碰后发生动力电池内部的冷却水管4被挤压甚至动力电池起火等风险均与动力电池最大变形量有密不可分的关系，因此如何能够记录到动力电池的最大变形量是发明人重点需要突破的瓶颈。最终，本发明从材料性能角度出发，选用延伸率大且回弹小的材料制成测量装置5，用该测量装置5上贴合动力电池上在发生侧面柱碰时易变形的区域，在侧面柱碰时与该易变形区域一起发生形变，直至易变形区域出现最大变形，此后易变形区域发生回弹，而该测量装置5由于回弹小，不会随着易变形区域一起发生回弹，从而能够记录下最大变形。

具体的，参考上述思路，本发明的具体实施例给出了如下测量装置5：

如图6所示为一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置5，所述测量装置5的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性。所述测量装置5包括端部、贴合部以及连接部，所述贴合部通过连接部与端部连接，连接部与贴合部之间形成折弯使得两个端部位于贴合部的同一侧，形成类C字形结构，其中，所述贴合部与动力电池壳体的内侧壁适配，所述端部作为固定端用于将测量装置5固定在动力电池壳体内。

图6中，竖直部分为贴合部，与贴合部折弯相连的为连接部，两端的为端部。满足上述延伸率和材料强度的材料具有延伸性能好且不易回弹的特性。测量装置5具体材质的选择包括但不限于铅条或铝条或锡条，本发明的实施例特别指出这三种材料是因为这三种材料均较容易地从市面上获得，尤其是铅条，在钓鱼坠上有广泛应用且价格便宜。

影响材料的延伸率和回弹性能的特性主要有材料的厚度、强度、硬化指数等，此处符合性能的材料较多，可根据需要进行选择。对于上述提到的铅条或铝条或锡条，优选厚度为1.0mm-1.5mm，以保证强度适中。

将上述测量装置5安装到动力电池的壳体内部形成一种带测量装置5的动力电池。

具体的，如图3-5所示，所述测量装置5固定在动力电池壳体与电池模组之间，测量装置5的两个端部呈上下方向布置，其中位于上方的端部对应的连接部位于动力电池壳体内部的冷却水管4上方并且搭置在该冷却水管4上。

由于在发生侧面柱碰时，动力电池的外壳体首先受力，尤其是有冷却水管4的动力电池下壳体，若冷却水管4受到挤压，则冷却水管4中的水漏出来后容易导致动力电池模组3内部有短路分析，因此，本方案需重点关注动力电池下壳体的受力情况。下壳体内侧壁22在受挤压后会发生沿图5所示的箭头方向的旋转，从而减小了下壳体内侧壁22与动力电池模组3之间的间隙。将测量装置5搭在冷却水管4上，冷却水管4不会对测量装置5产生竖直方向的遮挡，使得形变自由。

如图3所示为动力电池沿车辆竖直方向的剖切图。具体的，在本实施例中，为了使得测量装置5既可以贴合动力电池壳体内侧壁，又能固定在动力电池内部，那么测量装置5的端部不能与贴合部位于同一直线上，否则测量装置5整个贴合在动力电池壳体内侧壁上，将会受动力电池壳体内侧壁回弹的影响导致最大变形量测量不准确。因此，需要将所述端部与动力电池下壳体2的内侧壁以外的部分固定。

在本实施例中，将测量装置5的安装端测量装置5通过便于安装的十字槽盘头自攻螺钉51(包括但不限于该方式)分别与动力电池模组3和下壳体底板23进行固定；测量装置5的上连接部搭在冷却水管4上方，斜向伸至下壳体内侧壁22并贴合，测量装置5沿下壳体内侧壁22向下伸展后又通过折弯来确保侧向的支撑强度。为了确保不是由于上壳体形变侵入导致的测量装置5变形，贴合部的上端不超过动力电池上下壳体搭接面21，然后沿着下壳体内侧壁22垂直向下伸展，为确保测量铅条在竖直向有一定的强度，在沿着下壳体内侧面伸展到一定程度后向内侧进行折弯，然后最后与下壳体底板23进行十字槽盘头自攻螺钉51(包括但不限于该方式)连接，整体效果如图4所示。

如图2所示，单箭头所指方向为从车前向车尾，图中位于上方的外壳为动力电池上壳体1，与之配合的下方的外壳为动力电池下壳体。双箭头为测量装置5可布置的范围，几乎覆盖在实际车辆中有可能出现柱碰动力电池侵入的区域。

基于上述具有检测装置的动力电池进行实车试验，发生侧面柱碰后，以所述测量装置5的变形量作为动力电池壳体的最大变形量。该实车试验的测量值方便CAE仿真分析对标，同时也反应了动力电池侵入后起火风险，能够作为汽车安全性能相关领域的参数。

上述动力电池不仅可以作为安全试验中使用，实际出厂的动力电池也可以带有该检测装置，使得用户在使用过程中若出现侧面柱碰，能够获得电池变形量，以反映汽车受损程度以便于后期采取相应的措施确保日后行车安全。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量方法，其特征在于：在动力电池壳体内部，在动力电池壳体与电池模组之间固定测量装置，所述测量装置至少部分地贴合动力电池壳体的内侧壁，所述测量装置的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性；以侧面柱碰发生之后所述测量装置的变形量作为动力电池壳体的最大变形量；

所述测量装置上设置有端部、贴合部以及连接部，所述贴合部通过连接部与端部连接，连接部与贴合部之间形成折弯使得两个端部位于贴合部的同一侧，所述贴合部与动力电池下壳体的内侧壁贴合，所述端部与动力电池下壳体的内侧壁以外的部分固定。

2.根据权利要求1所述的侧面柱碰动力电池最大变形量测量方法，其特征在于：所述两个端部呈上下方向布置，其中位于上方的端部对应的连接部位于动力电池壳体内部的冷却水管上方并且搭置在该冷却水管上。

3.一种侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置，其特征在于：所述测量装置的材料具有延伸率为30％以上且材料强度在20MPa～60Mpa之间的特性；所述测量装置包括端部、贴合部以及连接部，所述贴合部通过连接部与端部连接，连接部与贴合部之间形成折弯使得两个端部位于贴合部的同一侧，所述贴合部与动力电池壳体的内侧壁适配且所述贴合部的上端不超过动力电池上下壳体搭接面，所述端部作为固定端用于将测量装置固定在动力电池壳体内。

4.根据权利要求3所述的侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置，其特征在于：所述测量装置为铅条或铝条或锡条。

5.根据权利要求4所述的侧面柱碰动力电池最大变形量测量装置，其特征在于：所述测量装置的厚度为1.0mm-1.5mm。

6.一种动力电池，其特征在于：包括上述权利要求3-5中任意一条所述的测量装置，所述测量装置固定在动力电池壳体与电池模组之间，测量装置的两个端部呈上下方向布置，其中位于上方的端部对应的连接部位于动力电池壳体内部的冷却水管上方并且搭置在该冷却水管上。

7.根据权利要求6所述的动力电池，其特征在于：所述测量装置的贴合部与动力电池壳体的下壳体的内侧壁贴合，贴合部的上端不超过动力电池上下壳体的配合面。

8.根据权利要求7所述的动力电池，其特征在于：所述测量装置的上端部固定在动力电池模组上，所述测量装置的下端部固定在动力电池下壳体底板上。