一种动力电池组环境模拟测试装置及测试方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：一种动力电池组环境模拟测试装置及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种动力电池组环境模拟测试装置，用于模拟动力电池成组应用的实际环境条件(包括温度、湿度、振动、冲击、摇摆等)和坦克装甲车辆实际运行工况(含各种气候条件及路面状况)而设计的测试平台。还涉及上述动力电池组环境模拟测试装置的控制方法。
背景技术：
随着新能源汽车行业示范运营范围的扩大，新能源汽车示范运营培育了多个具有新能源汽车核心技术的整车及零部件企业，形成了专业化的人才队伍，积累了大量的实际运行数据、成功的经验，同时也存在诸如电池性能衰减快、使用寿命短、使用环境有局限性、可靠性有待提高等问题。动力电池系统的环境适应性成为评价其性能优劣的重要指标。通过模拟动力电池系统实际使用的环境和不同的使用工况，建成动力电池成组应用测试平台，然而，现有动力电池系统环境模拟有诸多不足，只进行单一环境模拟试验，如振动、湿热、高温、低温等，不能完全模拟电池系统真实工作环境，在试验阶段不能对电池系统有效考核，导致电池系统在实际运行时存在安全隐患。本发明可同时模拟动力电池使用中的六个自由度的运动、温度变化、湿度变化，对动力电池系统和其他车辆零部件的综合环境适应性考核。

发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种用于动力电池组的环境模拟测试装置及其测试方法。测试装置包括用来放置被测电池的测试室，带动测试室运动的六自由度运动台体，向测试室传送经温湿度处理后的气体的温湿度交变试验箱，以及实现测试室和温湿度交变试验箱气流相通的风道。本发明中风道可以被若干个多角度运动支架支撑，六自由度运动台体可以被六台电动缸驱动。本发明的测试室内可设有温湿度传感器；温湿度交变试验箱设有制冷系统、加热系统、加湿系统、除湿及排水系统，以及空气循环系统，由空气循环系统将经温湿度处理后的气体经风道送入测试室。本发明的动力电池组环境模拟测试装置还设有控制系统，包括发送测试室运动模式命令和/或测试室温湿度环境指令的主控制器；接收主控制器运动模式指令，驱动六自由度运动台体运动，并能实现六自由度运动台体运动模式监测-调整闭环控制的六自由度运动平台控制系统；接收主控制器温湿度环境指令，驱动温湿度交变试验箱传送温湿度处理后的气体，并能实现测试室内温湿度监测-调整闭环控制的温湿度交变试验箱控制系统。本发明的六自由度运动平台控制系统可以包括六自由度运动平台控制器，伺服驱动器，旋转编码器和霍尔原件。其中，六自由度运动平台控制器接收主控制器运动模式指令，进而向伺服驱动器发出控制指令，接收由旋转编码器和/或霍尔元件反馈的运动数据，将其和主控制器运动模式指令相比较，继而向伺服驱动器发出调整指令；同时六自由度运动平台控制器将运动数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕�。伺服驱动器接收控制或调整指令，驱动伺服电机旋转，并带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠与滚珠螺母配合，将转动变换为缸筒的直线运动。旋转编码器测量伺服电机或滚珠丝杠运动数据并将数据反馈。霍尔原件测量缸桶位置，从而测量出六自由度运动平台运动曲线，并将数据反馈。本发明的温湿度交变试验箱控制系统包括温湿度交变试验箱控制器和温湿度传感器。温湿度交变试验箱控制器接受主控制器温湿度环境指令，并接收设在测试室内的温湿度传感器的温湿度数据，将其和主控制器温湿度环境指令相比较，驱动或调整温湿度交变试验箱空气循环系统，制冷系统，加热系统，加湿系统和/或除湿及排水系统；同时温湿度交变试验箱控制器将温湿度数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕牛晃率却衅鞑饬坎馐允夷谖率龋⒔獾玫氖莘蠢「率冉槐涫匝橄淇刂破�。本发明的动力电池环境模拟测试方法，包括第一步，将被测电池固定在测试室中；第二步，主控制器发送测试室运动模式指令和/或测试室温湿度环境指令；第三步，六自由度运动平台控制系统接收主控制器运动模式指令，驱动六自由度运动台体运动，并实现六自由度运动台体运动模式监测-调整闭环控制；和/或温湿度交变试验箱控制系统接收主控制器温湿度环境指令，驱动温湿度交变试验箱传送温湿度处理后的气体，并实现测试室内温湿度监测-调整闭环控制；第四步，主控制器发出测试电池性能指令，测试数据反馈至主控制器。本发明的测试方法能够准确模拟电池系统的使用环境，有效测试新型动力电池系统在复现路面谱及特定的温湿度或温湿度变化等动态环境下的电性能、可靠性以及安全性。

图1为本发明的动力电池组环境模拟测试装置的示意图；图2为本发明的动力电池组环境模拟测试装置的控制流程图
具体实施例方式为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。选择电动缸驱动的机电式六自由度运动台体6可实现正弦波、其它规则波及随机谱的输入和运动复现。可以实现任意单自由度的模拟试验，又可以实现任意多自由度的组合试验(包括2个自由度、3个自由度、4个自由度、5个自由度、6个自由度的任意组合)。测试室I可安装在六自由度运动台面2的上面，由于测试室I底部要承受动力电池的重量，所以风道口开在侧面或顶部，风道3连接在测试室I的风道开口处。测试室I及被测电池组随六自由度运动台体6运动时，风道3也随着一起运动，所以会不断的被拉伸及弯曲，通过多角度运动支架5的支撑，可使风道3随着测试室进行任意自由度的摆动，并保证风道的可靠安全运行。六自由度运动平台运动时，温湿度交变试验箱4通过风道3对测试室进行制冷、力口湿、加热和除湿来控制动态模拟环境测试系统的温湿度环境。由动态模拟环境测试系统主控器通过系统总线同时向六自由度运动平台控制器和温湿度交变试验箱控制器发出环境控制指令，六自由度运动平台控制器向伺服驱动器发出控制指令，伺服驱动器驱动伺服电机旋转，并带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠与滚珠螺母配合，将转动变换为缸筒的直线运动，当六台电动缸按软件设定的方式运动时，即可实现平台六个自由度的运动。同时，伺服电机的运动信息通过旋转编码器反馈至六自由度运动平台控制器，六自由度运动平台控制器将冲数据最终转换为电动缸位移量，实现闭环控制。这样就达到整个运动过程的程序控制。并且通过霍尔原件测试缸桶位置，从而测试出六自由度运动平台真实的运动曲线，并将数据反馈至六自由度运动平台控制器。温湿度交变试验箱控制器根据软件输入参数可分别向制冷系统、加热系统、加湿系统发出控制指令，制冷系统、加热系统、加湿系统、除湿及排水系统控制测试室的温、湿度环境，测试室内的温湿度传感器可将环境测试参数反馈给温湿度交变试验箱控制器，形成闭环控制。六自由度运动平台控制器和温湿度交变试验箱控制器分别将测试参数通过总线反馈至动态模拟环境试验系统主控器，存储此参数，测试数据同时可作为触发信号。本发明的动态模拟环境试验系统控制方法，采用集成控制方案，使六自由度试验台与温度湿度交变湿热试验箱可分别单独控制，亦可统一控制，测试数据亦可作为彼此控制条件。本发明的动力电池组环境模拟测试装置的测试技术指标如下1)运动系统额定载荷为3000Kg ；2)运动系统位移、速度、加速度指标如下表所示
权利要求
1.一种动力电池组环境模拟测试装置，其特征在于，包括用来放置被测电池的测试室(I)，带动测试室(I)运动的六自由度运动台体(6)，向测试室(I)传送经温湿度处理后的气体的温湿度交变试验箱(4)，以及实现测试室(I)和温湿度交变试验箱(4)气流相通的风道⑶。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，风道(3)被若干个多角度运动支架(5)支撑。
3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，六自由度运动台体(6)被六台电动缸驱动。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，测试室(I)内设有温湿度传感器；温湿度交变试验箱(4)设有制冷系统、加热系统、加湿系统、除湿及排水系统，以及空气循环系统，由空气循环系统将经温湿度处理后的气体经风道(3)送入测试室(I)。
5.如权利要求1 4所述的测试装置，其特征在于，该装置还设有控制系统，其包括发送测试室(I)运动模式命令和/或测试室(I)温湿度环境指令的主控制器；接收主控制器运动模式指令，驱动六自由度运动台体(6)运动，并能实现六自由度运动台体(6)运动模式监测-调整闭环控制的六自由度运动平台控制系统；接收主控制器温湿度环境指令，驱动温湿度交变试验箱(4)传送温湿度处理后的气体，并能实现测试室(I)内温湿度监测-调整闭环控制的温湿度交变试验箱控制系统。
6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，六自由度运动平台控制系统包括六自由度运动平台控制器，其接收主控制器运动模式指令，进而向伺服驱动器发出控制指令，接收由旋转编码器和/或霍尔元件反馈的运动数据，将其和主控制器运动模式指令相比较，继而向伺服驱动器发出调整指令；同时六自由度运动平台控制器将运动数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕牛� 伺服驱动器，其接收控制或调整指令，驱动伺服电机旋转，并带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠与滚珠螺母配合，将转动变换为缸筒的直线运动；旋转编码器，其测量伺服电机或滚珠丝杠运动数据并将数据反馈；霍尔原件，其测量缸桶位置，从而测量出六自由度运动平台运动曲线，并将数据反馈。
7.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，温湿度交变试验箱控制系统包括温湿度交变试验箱控制器，其接受主控制器温湿度环境指令，接收设在测试室(I)内的温湿度传感器的温湿度数据，将其和主控制器温湿度环境指令相比较，驱动或调整温湿度交变试验箱(4)空气循环系统，制冷系统，加热系统，加湿系统和/或除湿及排水系统；同时温湿度交变试验箱控制器将温湿度数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕牛� 温湿度传感器，其测量测试室(I)内温湿度，并将测得的数据反馈给温湿度交变试验箱控制器。
8.—种动力电池环境模拟测试方法，其特征在于，第一步，将被测电池固定在测试室(I)中；第二步，主控制器发送测试室⑴运动模式指令和/或测试室⑴温湿度环境指令；第三步，六自由度运动平台控制系统接收主控制器运动模式指令，驱动六自由度运动台体(6)运动，并实现六自由度运动台体(6)运动模式监测-调整闭环控制；和/或温湿度交变试验箱控制系统接收主控制器温湿度环境指令，驱动温湿度交变试验箱(4)传送温湿度处理后的气体，并实现测试室(I)内温湿度监测-调整闭环控制；第四步，主控制器发出测试电池性能指令，测试数据反馈至主控制器。
9.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，六自由度运动平台控制系统中的六自由度运动平台控制器，接收主控制器运动模式指令，进而向伺服驱动器发出控制指令；伺服驱动器驱动伺服电机旋转，并带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠与滚珠螺母配合，将转动变换为缸筒的直线运动；六自由度运动平台控制器接收由旋转编码器和/或霍尔元件反馈的运动数据，将其和主控制器运动模式指令相比较，继而向伺服驱动器发出调整指令；同时六自由度运动平台控制器将运动数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕�。
10.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，温湿度交变试验箱控制系统中的温湿度交变试验箱控制器，接收主控制器温湿度环境指令；温湿度交变试验箱控制器接收设在测试室(I)内的温湿度传感器的温湿度数据，将其和主控制器温湿度环境指令相比较，驱动或调整温湿度交变试验箱(4)空气循环系统，制冷系统，加热系统，加湿系统和/或除湿及排水系统；同时温湿度交变试验箱控制器将温湿度数据向主控制器反�。枰保檬葑魑馐源シ⑿藕�。
全文摘要
本发明涉及一种动力电池组环境模拟测试装置及测试方法。测试装置包括用来放置被测电池的测试室(1)，带动测试室(1)运动的六自由度运动台体(6)，向测试室(1)传送经温湿度处理后的气体的温湿度交变试验箱(4)，以及实现测试室(1)和温湿度交变试验箱(4)气流相通的风道(3)。
文档编号G01R31/36GK103064029SQ201210554878
公开日2013年4月24日申请日期2012年12月20日优先权日2012年12月20日
发明者胡道中, 佟玉琦, 高洪波, 张跃强, 陈芬, 佟蕾, 王子冬, 张京伟, 徐春常, 房宝元申请人:中国北方车辆研究所

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