1.本发明属于新能源汽车安全检测技术领域，具体涉及一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统。
背景技术：2.实际发生的交通事故中，很容易出现单车事故侧滑而撞击大树、电线杆、指示牌立杆等物体，该类型的碰撞工况为侧面柱碰撞。它的碰撞形态较为复杂，不仅包括侧向的平移运动，还有围绕碰撞柱和自身重心旋转运动。侧面柱碰撞对车体的局部考核和乘员的伤害程度要高于一般的侧面碰撞。对新能源汽车而言，侧面柱碰撞可能会让电池组产生变形，导致电池发生内部短路，也容易因易燃电解质发生泄漏而引发起火。电池安全是新能源汽车安全问题的重中之重，因此，侧面柱碰试验对新能源汽车安全具有必要性。
3.若开发阶段使用大量整车碰撞测试来进行电池包安全性能提升，则必然造成开发成本昂贵的问题。为了验证电池包承受抵御外部侵入的防护性能，现有的电池包侧面柱碰撞试验方法要分为两类：第一种试验方式为电池包固定，用牵引系统以一定速度牵引着254mm的圆形立柱去撞击电池包；第二种试验方式为用牵引系统以一定速度牵引着固定着电池包的简易工装，去撞击254mm的固定圆形立柱。不同的电池包侧面柱碰撞试验的区别主要在于碰撞角度和碰撞能量。以上两种试验方法碰撞角度一般为90
°
，都可以通过控制牵引系统进而控制碰撞的速度。两种方式相比，第一种试验方式的碰撞能量往往比第二种高，比实际工况对电池包的碰撞安全性考察更严苛。第二种方式的缺点是无法进行配重，以及不利于记录撞击电池包加速度数据。
技术实现要素：4.本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，以解决现有电池包侧面柱碰撞试验不能很好的模拟电池包侧面柱碰撞的实际工况。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，电池包固定安装于具有车轮的移动台车上，试验方法包括如下步骤：安装移动飞毯，移动飞毯用以承载移动台车并可行进；安装碰撞柱，根据电池包在移动台车上的位置安装碰撞柱，使随移动飞毯行进的电池包能够撞击在碰撞柱上；移动台车整备，移动台车按照试验电池包匹配车辆的整车整备质量进行配重；移动台车定位，在移动飞毯上调节移动台车位置，使移动台车碰撞速度矢量与移动台车纵向中心线之间形成的碰撞角度为目标角度；电池包撞击碰撞柱，移动飞毯以设定的速度和线路行进，使移动台车上的电池包撞击碰撞柱。
6.上述技术方案中，通过设置移动飞毯使移动台车随之运动，由此可调整移动台车的位置，按需求设置碰撞角度，解决了现有试验方法无法调整碰撞角度的技术问题。移动台车可以进行任意配重并调整移动台车上重心，其重量和重心可与整车相同，而且移动台车
也具有车轮，电池包与碰撞柱撞击时，移动台车还可围绕碰撞柱和自身重心旋转运动，从而使移动台车最大程度的模拟纯新能源汽车电池包飞毯侧面柱碰撞的工况，可更好地考察电池包承受抵御外部侵入的防护性能。
7.在本发明的一种优选实施方式中，安装碰撞柱的过程中，需调整碰撞柱的上下位置，使碰撞柱的下端不高于基准姿态下移动台车的车轮轮胎最低点之上一定距离，碰撞柱上端至少在移动台车上的电池包的上表面之上。
8.在本发明的一种优选实施方式中，移动飞毯设置在牵引轨道上且可在牵引轨道上运行，安装碰撞柱的过程中，需调整碰撞柱的左右位置，使碰撞柱的中心线与牵引轨道的中心线重合。
9.上述技术方案中，牵引轨道起导向作用，使移动飞毯按设定的直线运行；而且可限制牵引轨道与移动飞毯之间于竖直方向的移动，有效防止移动飞毯的上下蹿动，提高碰撞试验的精度。
10.在本发明的一种优选实施方式中，移动台车整备步骤中，还需调节移动台车的车轮轮胎的胎压使其处于设定值，使得移动台车达到整备状态。更好的模拟实际工况，使试验结果更准确。
11.在本发明的另一种优选实施方式中，移动飞毯行进的过程中，还需拍摄移动台车的运动、以及拍摄电池包与碰撞柱撞击的过程。对试验过程进行拍摄，便于人们记录碰撞过程。
12.在本发明的另一种优选实施方式中，试验系统包括安装在固定壁障上的具有碰撞柱的柱碰装置、安装电池包的具有车轮的移动台车、配合设置在牵引轨道上的用于承载移动台车的移动飞毯，移动飞毯能够在牵引轨道上运行并使电池包撞击碰撞柱。
13.在本发明的另一种优选实施方式中，移动飞毯上安装有定位杆，定位杆的中心线与牵引轨道的中心线在移动飞毯上投影的夹角等于目标角度；或者移动飞毯上安装有至少两根竖向设置的定位杆，两根定位杆的连线与牵引轨道的中心线的夹角等于目标角度。
14.上述技术方案中，通过设置定位杆便于快速调整移动台车的位置，快速调整碰撞角度。
15.在本发明的另一种优选实施方式中，移动台车上安装有用于测量电池包撞击时的加速度的加速度传感器。加速度传感器用于记录撞击电池包加速度等数据。
16.在本发明的另一种优选实施方式中，碰撞柱上安装有用于测量电池包撞击时的碰撞接触力的力传感器。力传感器用于记录撞击电池包的碰撞接触力。
17.在本发明的一种优选实施方式中，移动台车上安装有用于固定电池包的安装架，安装架包括调节板，调节板上具有多个阵列式第一安装孔，安装电池包时，利用连接装置与安装位置对应处的第一安装孔连接。
18.上述技术方案中，通过设置安装架来安装电池包，电池包利用连接装置通过与调节板上不同位置的第一安装孔连接，便可兼容不同尺寸的电池包的安装。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是实施例的电池包飞毯侧面柱碰撞试验系统的立体结构示意图。
22.图2是实施例的电池包飞毯侧面柱碰撞试验系统的俯视平面示意图。
23.图3是电池包安装在安装架上的俯视示意图。
24.图4是实施例中调节板的结构示意图。
25.图5是实施例中的安装架的结构示意图。
26.图6是实施例的电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法的流程框图。
27.说明书附图中的附图标记包括：电池包10、移动台车20、车轮21、高速摄像机22、安装架30、调节板31、第一安装孔311、下底板32、第二安装孔321、移动飞毯40、牵引轨道50、柱碰装置60、碰撞柱61、连接架62、安装底板63、固定壁障70、碰撞角度θ。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
30.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.本发明提供了一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法和试验系统。
32.如图1和图2所示，在一种优选实施方式中，本发明的试验系统包括安装在固定壁障70上的具有碰撞柱61的柱碰装置60、安装电池包10的具有车轮21的移动台车20、配合设置在牵引轨道50上的用于承载移动台车20的移动飞毯40，移动飞毯40能够在牵引轨道 50上运行并使电池包10撞击碰撞柱61。需要说明的是，移动飞毯由进口设备flying floor翻译而来，也可称之为飞地板，本领域的技术人员约定称之为移动飞毯，由于移动飞毯的结构和原理为现有技术，在此不详述。
33.在本实施方式中，移动台车20与整车一样具有四个车轮21。固定壁障70为竖向设置的刚性墙，固定壁障70上设有若干横向和纵向交错设置的燕尾槽。柱碰装置60可拆卸连接于固定壁障70上，碰撞柱61为直径为254mm的刚性圆形立柱，碰撞柱61的两侧固接有连接架62，连接架62的左端固接有安装底板63，紧固螺栓通过安装底板 63上的连接孔与固定壁障70上的燕尾槽连接，实现柱碰装置60与固定壁障70的连接。牵引轨道50横向设置且垂直于固定壁障70的中心，移动飞毯40作为承载和牵引移动台车20运动的平台。
34.优选地，移动台车20上安装有用于测量电池包10撞击时的加速度的加速度传感器(图中未示出)，记录撞击电池包10加速度等数据。碰撞柱61上安装有用于测量电池包10撞击时的碰撞接触力的力传感器(图中未示出)，沿碰撞柱61的长度方向设置多个力传感器，测量碰撞接触力。
35.如图2-图5所示，在另一优选的实施方式中，移动台车20上安装有用于固定电池包10的安装架30，安装架30至少采用如下结构之一：
36.结构一：如图4所示，安装架30包括调节板31，调节板31为铝板，调节板31上具有多个阵列式第一安装孔311，安装电池包10 时，利用连接装置(比如螺栓)与安装位置对应处的第一安装孔311连接。比如设置四个阵列式第一安装孔311，四个阵列式第一安装孔311 分别在四块调节板31上或者在一块调节板31上。优选设置四块调节板31，每块调节板31上均具有沿移动台车20的长度和宽度方向等间隔设置的若干第一安装孔311(形成阵列式第一安装孔311)，比如相邻两个第一安装孔311的间距为50mm。由此与电池包10连接的螺栓通过与调节板31上不同位置的第一安装孔311连接，便可兼容不同尺寸的电池包10的安装。
37.结构二：如图5所示，安装架30为组合式安装架，包括沿台车长度方向间隔设置的两组安装架30，每组安装架30均包括沿移动台车20宽度方向间隔设置的两块调节板31，共四块调节板31，调节板 31为铝板。两组安装架30之间的距离可调节，每组安装架30的两块调节板31之间的距离也可调节，电池包10通过连接装置(比如螺栓)安装在四块调节板31上。由此通过调节四块调节板31之间的距离，以兼容不同尺寸的电池包10的安装。
38.本发明优选同时设置结构一和结构二，使得该安装架30能够满足更多尺寸范围的电池包10的安装。
39.在本实施方式中，移动台车20上固接有对应四块调节板31设置且位于调节板31下方的下底板32，下底板32上具有沿移动台车20 的长度和宽度方向间隔设置的若干第二安装孔321，调节板31通过螺栓与第二安装孔321连接。由此利用螺栓使四块调节板31与下底板32上不同位置的第二安装孔321连接，便可沿移动台车20的长度方向和/或宽度方向调节调节板31的位置，以兼容不同尺寸的电池包 10的安装问题。
40.进一步优选地，调节板31上相邻两个第一安装孔311的间距与下底板32上相邻两个第二安装孔321的间距相等，则螺栓通过第一安装孔311和第二安装孔321将调节板31与下底板32连接在一起，第一安装孔311即作为安装板与调节板31连接的孔，也作为调节板 31与下底板32连接的孔。
41.结合图6所示，本发明的试验方法包括如下步骤：
42.s1、安装移动飞毯40。在距离固定壁障70一定的位置安装移动飞毯40，移动飞毯40的中心线与牵引轨道50的中心线重合。根据试验速度选取合适的制动器，32km/h以下采用液压制动方式， 32km/h-60km/h采用制动管柱制动方式，均为现有技术，在此不详述。
43.s2、安装碰撞柱61。根据电池包10在移动台车20上的位置安装碰撞柱61，使随移动飞毯40行进的电池包10能够撞击在碰撞柱 61上。安装碰撞柱61的过程中，用行车吊装柱碰装置60上下移动，使碰撞柱61的下端不高于基准姿态下移动台车20的车轮21轮胎最低点之上一定距离(比如不低于轮胎最低点之上102mm)，碰撞柱61 上端至少在移动台车20上的电池包10的上表面之上。用行车吊装柱碰装置60左右移动，使得安装底板63两侧边缘与固定壁障70两侧边缘距离相等，由此保证碰撞柱61的中心线与牵引轨道50的中心线重合。
44.s3、电池包10安装。将电池包10通过螺栓安装在移动台车20 的安装架30上，电池包10的纵向中心线与移动台车20的纵向中心线应保持平行，电池包10非碰撞侧的螺栓需要进行全约束。为了防止电池包10侧面柱碰撞试验造成移动台车20的损坏，电池包10安装时需要将电池包10部分凸出至移动台车20外，以保证电池包10 即使发生较大变形，碰撞柱61也不会接触到移动台车20。
45.s4、移动台车20整备。移动台车20按照试验电池包10匹配车辆的整车整备质量进行配重并调节重心；调节移动台车20的轮胎胎压使其处于固定值(与整车实际胎压相同)，使得移动台车20达到整备状态。
46.s5、移动台车20定位。在移动飞毯40上调节移动台车20的位置，使移动台车20碰撞速度矢量与移动台车20纵向中心线之间形成的碰撞角度θ为目标角度，比如设定目标角度为75
°
，要求碰撞角度θ在75
°±3°
范围内。为便于调节移动台车20的位置，可在移动飞毯40上安装横卧在其上的定位杆(图中未示出)，定位杆的中心线与牵引轨道50的中心线在移动飞毯40上投影的夹角等于目标角度 75
°
，具体可通过叉车与行车吊装移动台车20，将移动台车20碰撞侧轮胎边缘靠在定位杆上，使移动台车20纵向中心线平行于定位杆。当然也可在移动飞毯40上安装至少两根竖向设置的定位杆，两根定位杆的连线与牵引轨道50的中心线的夹角等于目标角度75
°
。
47.s6、电池包10撞击碰撞柱61。使移动飞毯40以设定的速度(比如32km/h的速度，应根据实际试验需求设定)和线路在牵引轨道50 上直线行进，使移动台车20上的电池包10撞击碰撞柱61。碰撞后，移动台车20围绕碰撞柱61和自身重心旋转运动，为了不妨碍移动台车20的旋转，移动台车20定位后，需要取走定位杆。
48.需要说明的是，步骤s1-s5的顺序根据实际情况可进行调整。
49.在本发明中，移动飞毯40行进的过程中，还需拍摄移动台车20 的运动、以及拍摄电池包10与碰撞柱61撞击的过程。具体可通过支撑架在移动台车20上设置高速摄像机22，比如在电池包10侧面以及斜向45度角处架设高速摄像机22记录碰撞过程。
50.本发明按照gb/t 37337-2019汽车侧面柱碰撞的技术要求进行，将电池包10安装固定在一个移动台车20上，移动台车20将按照整车整备质量进行配重，移动飞毯40以32km/h的速度移动到固定的碰撞柱61(直径254mm)，使电池包10撞击碰撞柱61，观察电池包10 的最大变形量(优选采用三维坐标仪器测量试验前与试验后的关键点相关坐标，以便得到电池包10的最大变形量)、以及是否发生液冷泄露和起火爆炸现象，判定标准为电池包10功能正常，电解液不泄露，不起火不爆炸。试验后还应观察电池包10的高压部件、电芯、内部零部件、导电排等损伤情况。试验中，若电池包10发生起火，则立即用叉车将电池包10运送至消防水池进行灭火。
51.优选地，碰撞试验后的电池包10的绝缘电阻应不低于100ω/v。可通过can总线记录碰撞前后的电池包10的关键信息，如电流、电压、容量、能量、单体电压、单体温度等，并由高速摄像机22记录碰撞过程。需要通过气密性试验检查电池包10的壳体有无破裂，一般需要满足ipx7级防水。
52.在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述
术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法，其特征在于，所述电池包固定安装于具有车轮的移动台车上，所述试验方法包括如下步骤：安装移动飞毯，所述移动飞毯用以承载移动台车并可行进；安装碰撞柱，根据电池包在移动台车上的位置安装碰撞柱，使随移动飞毯行进的电池包能够撞击在所述碰撞柱上；移动台车整备，移动台车按照试验电池包匹配车辆的整车整备质量进行配重；移动台车定位，在移动飞毯上调节移动台车位置，使移动台车碰撞速度矢量与移动台车纵向中心线之间形成的碰撞角度为目标角度；电池包撞击碰撞柱，移动飞毯以设定的速度和线路行进，使移动台车上的电池包撞击碰撞柱。2.根据权利要求1所述的一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法，其特征在于，安装碰撞柱的过程中，需调整碰撞柱的上下位置，使碰撞柱的下端不高于基准姿态下移动台车的车轮轮胎最低点之上一定距离，碰撞柱上端至少在移动台车上的电池包的上表面之上。3.根据权利要求1所述的一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，其特征在于，所述移动飞毯设置在牵引轨道上且可在牵引轨道上运行，安装碰撞柱的过程中，需调整碰撞柱的左右位置，使碰撞柱的中心线与牵引轨道的中心线重合。4.根据权利要求1所述的一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，其特征在于，移动台车整备步骤中，还需调节移动台车的车轮轮胎的胎压使其处于设定值，使得移动台车达到整备状态。5.根据权利要求1所述的一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，其特征在于，移动飞毯行进的过程中，还需拍摄移动台车的运动、以及拍摄电池包与碰撞柱撞击的过程。6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法的试验系统，其特征在于，所述试验系统包括安装在固定壁障上的具有碰撞柱的柱碰装置、安装电池包的具有车轮的移动台车、配合设置在牵引轨道上的用于承载所述移动台车的移动飞毯，所述移动飞毯能够在牵引轨道上运行并使电池包撞击所述碰撞柱。7.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述移动飞毯上安装有定位杆，定位杆的中心线与所述牵引轨道的中心线在移动飞毯上投影的夹角等于所述目标角度；或者所述移动飞毯上安装有至少两根竖向设置的定位杆，两根定位杆的连线与所述牵引轨道的中心线的夹角等于所述目标角度。8.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述移动台车上安装有用于测量电池包撞击时的加速度的加速度传感器。9.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述碰撞柱上安装有用于测量电池包撞击时的碰撞接触力的力传感器。10.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述移动台车上安装有用于固定所述电池包的安装架，所述安装架包括调节板，所述调节板上具有多个阵列式第一安装孔，安装电池包时，利用连接装置与安装位置对应处的第一安装孔连接。
技术总结本发明提出了一种电池包飞毯侧面柱碰撞试验方法及试验系统，试验方法包括如下步骤：安装用以承载移动台车的移动飞毯；安装碰撞柱；移动台车按整车整备质量进行配重；移动台车定位，使碰撞角度为目标角度；移动飞毯以设定的速度和线路行进，使移动台车上的电池包撞击碰撞柱。本发明可按需求设置碰撞角度，解决了现有试验方法无法调整碰撞角度的技术问题；移动台车可以进行任意配重并调整移动台车上重心，而且移动台车也具有车轮，电池包与碰撞柱撞击时，移动台车还可围绕碰撞柱和自身重心旋转运动，从而使移动台车最大程度的模拟纯新能源汽车电池包飞毯侧面柱碰撞的工况，可更好地考察电池包承受抵御外部侵入的防护性能。地考察电池包承受抵御外部侵入的防护性能。地考察电池包承受抵御外部侵入的防护性能。
技术研发人员：鲁俊 胡伟 覃祯员 谭定杰 王若璜 张科峰 王欣
受保护的技术使用者：招商局检测车辆技术研究院有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
