[發(fā)明專利]一種基于真實(shí)路譜的電動(dòng)汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710981361.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108036908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;張蒙陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 開(kāi)沃新能源汽車集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02;G01M7/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于真實(shí)路譜的電動(dòng)汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速方法，包括(1)、道路載荷譜采集與分析；(2)、電池包全生命周期疲勞損傷譜計(jì)算；(3)、電池包振動(dòng)疲勞加速即實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的制定。本發(fā)明根據(jù)電動(dòng)汽車行駛的實(shí)測(cè)路譜，針對(duì)不同的車型電池包的不同安裝位置，進(jìn)行電動(dòng)汽車電池包實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架振動(dòng)疲勞加速，本發(fā)明解決了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一性問(wèn)題，由于以國(guó)內(nèi)道路工況以及國(guó)內(nèi)企業(yè)的電池制造水平以基礎(chǔ)，更加符合中國(guó)電動(dòng)汽車運(yùn)行工況。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基于真實(shí)路譜的電動(dòng)汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速方法，其屬于動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)、疲勞領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車電池包是電動(dòng)汽車的能量來(lái)源，由于路面不平度的存在，安裝在電動(dòng)汽車上的電池包，會(huì)不可避免地承受來(lái)自于路面的振動(dòng)。一般地，來(lái)自路面的激勵(lì)都是隨機(jī)的，這種隨機(jī)振動(dòng)通常是長(zhǎng)時(shí)間、低應(yīng)力持續(xù)作用。如果電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，由于振動(dòng)造成的電池疲勞損傷不斷累積，同樣會(huì)導(dǎo)致電池包結(jié)構(gòu)疲勞失效，影響電池的正常使用，同時(shí)對(duì)整車安全性帶來(lái)隱患。針對(duì)這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外制定了一系列的電池包振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)。若在振動(dòng)臺(tái)架上能完全重復(fù)真實(shí)道路上電池所承受的載荷，該方法確實(shí)能獲得準(zhǔn)確的疲勞壽命結(jié)果。但一般為了縮短試驗(yàn)周期，節(jié)約成本，實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架所采用的電池包振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)通常是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化、加速。由于強(qiáng)化、加速方法不同，目前關(guān)于電池包振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)也各有差異，國(guó)內(nèi)外主流的有IEC 62660-2，ISO 12405-1，SAE J2380，USABC，ECE R100，UN 38.3等標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析可知，其在振動(dòng)輸入類型、帶寬、幅值、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)、SOC狀態(tài)、溫度條件等方面均有較大區(qū)別，換言之，目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)電池包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，其上安裝電池包的結(jié)構(gòu)形式也不盡相同。電動(dòng)轎車一般采用懸吊安裝，而對(duì)于電動(dòng)客車一類大型車輛，則直接將電池安包安裝在行李艙或后發(fā)動(dòng)機(jī)艙，此外電動(dòng)客車為了滿足續(xù)航里程的要求，通常要在電動(dòng)客車的不同位置安裝多個(gè)電池包。因整車結(jié)構(gòu)和行駛工況不同，電動(dòng)轎車與電動(dòng)客車其上電池包承受的載荷不一樣。而由于安裝位置不同，電動(dòng)客車其上安裝的每個(gè)電池包所承受的載荷也不一樣，顯然用同一標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)電池包結(jié)構(gòu)有一定的局限性。因此有必要根據(jù)電動(dòng)汽車行駛的真實(shí)工況，針對(duì)不同的車型，不同安裝位置，制定差異性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，也就是需要制定合適的電池包振動(dòng)疲勞加速方案。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種基于真實(shí)路譜的電動(dòng)汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速方法，根據(jù)電動(dòng)汽車行駛的實(shí)測(cè)路譜，針對(duì)不同的車型電池包的不同安裝位置，進(jìn)行電動(dòng)汽車電池包實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架振動(dòng)疲勞加速，本發(fā)明解決了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一性問(wèn)題，由于以國(guó)內(nèi)道路工況以及國(guó)內(nèi)企業(yè)的電池制造水平以基礎(chǔ)，更加符合中國(guó)電動(dòng)汽車運(yùn)行工況。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于真實(shí)路譜的電動(dòng)汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速方法，步驟如下：

步驟(1)、道路載荷譜采集與分析；

步驟(2)、電池包全生命周期疲勞損傷譜計(jì)算；

步驟(3)、電池包振動(dòng)疲勞加速即實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的制定。

進(jìn)一步地，步驟(1)中，首先要在道路試驗(yàn)場(chǎng)重復(fù)電動(dòng)汽車真實(shí)的道路工況，根據(jù)電動(dòng)汽車汽車用戶調(diào)查獲得，或者參考試驗(yàn)場(chǎng)的可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定，在進(jìn)行電池包振動(dòng)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，電池包通過(guò)安裝支架固定在振動(dòng)臺(tái)面上，獲得振動(dòng)臺(tái)面輸入，對(duì)采集到的多組信號(hào)在時(shí)域、頻域、幅值上進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行重復(fù)性校驗(yàn)，相關(guān)性分析。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，在完成道路載荷譜采集與分析后，利用Lalanne方法對(duì)電池包典型工況的FDS與ERS計(jì)算，Palmgren-Miner線性損傷累計(jì)損傷理論將疲勞損傷D定義為使用應(yīng)力下的循環(huán)次數(shù)n與該應(yīng)力下材料疲勞壽命N的比值：