全文摘要
本申请公开了一种电池模组的试验装置，该试验装置包括：第一端板；第二端板；固定设置于第一端板和第二端板之间的多个测试板；该试验装置的重量与该电池模组的重量相同，该试验装置的长度与该电池模组的长度相同，该试验装置的宽度与该电池模组的宽度相同，该试验装置的Z向一阶主频与该电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内。将本申请公开的试验装置替代电池模组进行振动测试，能够同时保证测试过程的安全性和测试结果的准确性。
主设计要求
1.一种电池模组的试验装置，其特征在于，所述试验装置用于电池包的振动测试，所述试验装置包括：第一端板；第二端板；固定设置于所述第一端板和所述第二端板之间的多个测试板；所述试验装置的重量与所述电池模组的重量相同，所述试验装置的长度与所述电池模组的长度相同，所述试验装置的宽度与所述电池模组的宽度相同，所述试验装置的Z向一阶主频与所述电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内。
设计方案
1.一种电池模组的试验装置，其特征在于，所述试验装置用于电池包的振动测试，所述试验装置包括：
第一端板；
第二端板；
固定设置于所述第一端板和所述第二端板之间的多个测试板；
所述试验装置的重量与所述电池模组的重量相同，所述试验装置的长度与所述电池模组的长度相同，所述试验装置的宽度与所述电池模组的宽度相同，所述试验装置的Z向一阶主频与所述电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述多个测试板为至少两种材质的测试板。
3.根据权利要求1或2所述的试验装置，其特征在于，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板通过紧固件连接为一体。
4.根据权利要求1或2所述的试验装置，其特征在于，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板粘结为一体。
5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板通过结构胶粘接为一体。
设计说明书
技术领域
本申请属于电池测试技术领域，尤其涉及一种电池模组的试验装置。
背景技术
电池包是新能源汽车的重要部件，在开发电池包的过程中，需要对电池包进行振动测试，以检验电池包的结构功能和耐久性能。
目前针对电池包的振动测试有两种方式：第一种方式，采用实际的电池包进行振动测试；第二种方式，采用配重块替代电池模组，将配重块安装到电池箱体内进行振动测试，其中，配重块通常为钢材质或者铝材质，配重块的重量与实际的电池模组的重量一致。
但是，上述的两种方式都存在缺陷：采用第一种方式时，在振动测试的过程中很可能出现电池箱体被损坏的情况，由于电池模组存储有巨大的化学能量，这会导致短路起火，甚至出现爆炸的情况，安全性较低，而且，即便电池箱体未被损坏，用于测试的电池包也不能再使用，必须报废；采用第二种方式进行振动测试，申请人发现振动测试的结果会出现较大的偏差。
实用新型内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供电池模组的试验装置，利用该试验装置进行电池包的振动测试，能够同时保证测试过程的安全性和测试结果的准确性。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请提供一种电池模组的试验装置，所述试验装置用于电池包的振动测试，所述试验装置包括：
第一端板；
第二端板；
固定设置于所述第一端板和所述第二端板之间的多个测试板；
所述试验装置的重量与所述电池模组的重量相同，所述试验装置的长度与所述电池模组的长度相同，所述试验装置的宽度与所述电池模组的宽度相同，所述试验装置的Z向一阶主频与所述电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内。
可选的，上述试验装置中，所述多个测试板为至少两种材质的测试板。
可选的，上述试验装置中，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板通过紧固件连接为一体。
可选的，上述试验装置中，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板粘结为一体。
可选的，上述试验装置中，所述第一端板、所述第二端板和所述多个测试板通过结构胶粘接为一体。
由此可见，本申请的有益效果为：
本申请公开的电池模组的试验装置，重量与电池模组的重量相同，长度与电池模组的长度相同，宽度与电池模组的宽度相同，而且该试验装置的Z向一阶主频与电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内，这保证了试验装置的刚度与电池模组的刚度是等效或者近似等效的(即试验装置的刚度与电池模组的刚度的差异在允许误差范围内)，试验装置和电池模组的动力学特性是一致的，将该试验装置安装于电池箱体内进行振动测试，既保证了测试的安全性，也保证了测试结果具有较高的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种电池模组的结构图；
图2为本申请公开的一种电池模组的试验装置的结构图；
图3为本申请公开的一种电池模组的试验装置的设计方法的流程图。
具体实施方式
申请人发现，采用配重块替代电池模组进行振动测试会出现测试偏差的根本原因在于：配重块是利用金属制作的实体块，而金属的密度和弹性模量较大，这导致配重块的体积小于电池模组的体积，刚度远大于电池模组的刚度，而且在将配重块装配在电池箱体内之后，配重块起到加强筋的作用，对电池箱体的刚度起到加强作用，因此，振动测试的结果不能真实地反映电池箱体的结构强度，测试结果出现较大的偏差，具体的，振动测试的测试结果优于实际情况。
本申请公开一种电池模组的试验装置，用于替代电池模组进行电池包的振动测试，能够同时保证测试过程的安全性和测试结果的准确性。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图2，图2为本申请公开的一种电池模组的试验装置的结构图，该试验装置包括：
第一端板100；
第二端板200；
固定设置于第一端板100和第二端板200之间的多个测试板。
其中，该试验装置的重量与需要进行振动测试的电池包中电池模组的重量相同，该试验装置的长度与该电池模组的长度相同，该试验装置的宽度与该电池模组的宽度相同，该试验装置的Z向一阶主频与该电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内。
Z向是指：将电池模组安装于电池包之后，垂直于安装平面的方向，也即电池模组的高度方向。在图1中，X方向为电池模组的长度方向，Y方向为电池模组的宽度方向，Z方向为电池模组的高度方向，在图2中，X方向为试验装置的长度方向，Y方向为试验装置的宽度方向，Z方向为试验装置的高度方向。
在图2所示的试验装置中，测试板分别标记为301和302，其中，标记为301的测试板为一种材质的测试板，标记为302的测试板为另一种材质的测试板。
本申请公开的电池模组的试验装置，重量与电池模组的重量相同，长度与电池模组的长度相同，宽度与电池模组的宽度相同，而且该试验装置的Z向一阶主频与电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内，这保证了试验装置的刚度与电池模组的刚度是等效或者近似等效的(即试验装置的刚度与电池模组的刚度的差异在允许误差范围内)，试验装置和电池模组的动力学特性是一致的，将该试验装置安装于电池箱体内进行振动测试，既保证了测试的安全性，也保证了测试结果具有较高的准确性。
可选的，在本申请公开的试验装置中，多个测试板为至少两种材质的测试板。在图2所示的试验装置中，设置有两种材质的测试板。
可选的，在试验装置中设置塑料材质的测试板和金属材质的测试板。
例如，在试验装置中设置塑料材质的测试板和铝材质的测试板。例如，在试验装置中设置铝材质的测试板和钢材质的测试板。例如，在试验装置中设置塑料材质的测试板、铝材质的测试板和钢材质的测试板。
作为一种实施方式，在本申请公开的试验装置中，第一端板100、第二端板200和多个测试板通过紧固件连接为一体。
例如，在第一端板100、第二端板200和多个测试板上分别开设通孔，将螺杆依次穿过第一端板100、多个测试板和第二端板200上开设的通孔，之后在螺杆的两端分别用螺母拧紧，从而将第一端板100、第二端板200和多个测试板通过紧固件连接为一体。
作为另一种实施方式，在本申请公开的试验装置中，第一端板100、第二端板200和多个测试板粘结为一体。
例如，通过结构胶将第一端板100、第二端板200和多个测试板粘结为一体。
下面结合图3，对上述试验装置的设计过程进行说明，具体包括：
步骤S1：获得电池模组的Z向一阶主频。
本申请中的电池模组是指：需要进行振动测试的电池包中的电池模组。
实施中，可以通过试验方法或者CAE(computer aided engineering，计算机辅助工程)方法获得电池模组的Z向一阶主频。Z向一阶主频又称为Z向一级模态频率，也可以称为Z向一级主振频率。
通过试验方法获得电池模组的Z向一阶主频，具体包括：将电池模组固定在振动试验台架上，对振动试验台架施加预定频率和预定大小的扫频信号，例如，施加频率范围从1Hz到1000Hz，大小为1g加速度的扫频信号，通过安装在电池模组上的加速度传感器获得加速度随频率变化的响应曲线，从该响应曲线的第一个峰值得到电池模组的Z向一阶主频。
通过CAE方法获得电池模组的Z向一阶主频，具体包括：建立电池模组的FEM有限元模型，约束电池模组的安装孔位置，之后进行模态分析或者扫频分析，获得电池模组的Z向一阶主频。
步骤S2：生成电池模组的仿真模型。
其中，仿真模型对应的试验装置包括第一端板、第二端板、以及设置于第一端板和第二端板之间的多个测试板，仿真模型对应的试验装置的重量与电池模组的重量相同，仿真模型对应的试验装置的长度与电池模组的长度相同，仿真模型对应的试验装置的宽度与电池模组的宽度相同。
步骤S3：获得当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频。
实施中，通过CAE方法获得当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频。
步骤S4：计算电池模组和当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频的差值。
步骤S5：如果该差值在允许误差范围内，则确定当前的仿真模型为与电池模组适配的仿真模型。其中，与电池模组适配的仿真模型用于制作电池模组的试验装置，电池模组的试验装置用于电池振动测试。
步骤S6：如果该差值超出允许误差范围，则调整当前的仿真模型中测试板的参数，再次执行步骤S3及后续步骤，直至获得与电池模组适配的仿真模型。其中，调整后的仿真模型对应的试验装置的重量与电池模组的重量相同，且调整后的仿真模型对应的试验装置的长度与电池模组的长度相同，调整后的仿真模型对应的试验装置的宽度与电池模组的宽度相同。
申请人发现，当电池模组的Z向一阶主频和替代该电池模组的试验装置的Z向一阶主频相同时，该电池模组的刚度和该试验装置的刚度是等效的，两者的动力学特性非常接近，将该试验装置安装于电池箱体内进行振动测试，得到的测试结果可以反映真实的情况。因此，本申请中，以试验装置的Z向一阶主频与电池模组的Z向一阶主频相同为目标，来调整仿真模型。
如果电池模组和当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频相同，或者两者的差值在允许误差范围内，那么将当前的仿真模型确定为与电池模组适配的仿真模型，按照该仿真模型的参数制作的试验装置的刚度与电池模组的刚度是等效的，将制作出的试验装置安装在电池箱体内进行振动测试，能够保证测试的安全性，而且测试结果具有极高的准确性。
如果电池模组和当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频的差值较大，超出允许误差范围，那么调整当前的仿真模型中测试板的参数，需要注意的是，应保证调整后的仿真模型对应的试验装置的重量、长度和宽度不变，即，保证调整后的仿真模型对应的试验装置的重量与电池模组的重量相同，调整后的仿真模型对应的试验装置的长度与电池模组的长度相同，调整后的仿真模型对应的试验装置的宽度与电池模组的宽度相同。之后，再次执行步骤S3及后续步骤，直至获得与电池模组适配的仿真模型。
本申请公开的电池模组的试验装置的设计方法，首先获得需要进行振动测试的电池包中电池模组的Z向一阶主频，之后生成电池模组的仿真模型，其中，与仿真模型对应的试验装置包括第一端板、第二端板以及安装于第一端板和第二端板之间的多个测试板，而且，与仿真模型对应的试验装置的重量、长度和宽度与电池模组的重量、长度和宽度相同，获得当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频，计算电池模组和当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频的差值，如果该差值在允许误差范围内，那么将当前的仿真模型作为与电池模组适配的仿真模型，如果该差值超出允许误差范围，那么以试验装置的重量、长度和宽度保持不变为前提，调整当前的仿真模型中测试板的参数，直至获得与电池模组适配的仿真模型。
可以看到，基于本申请公开的方法，能够获得与电池模组适配的仿真模型，根据该仿真模型制作的试验装置的重量与电池模组的重量相同，该试验装置的长度和宽度与电池模组的长度和宽度相同，而且该试验装置的Z向一阶主频与电池模组的Z向一阶主频的差值在允许误差范围内，这保证了试验装置的刚度与电池模组的刚度是等效或者近似等效的(即试验装置的刚度与电池模组的刚度的差异在允许误差范围内)，将该试验装置安装于电池箱体内进行振动测试，既保证了测试的安全性，也保证了测试结果具有较高的准确性。
当调整试验装置中测试板的材质时，试验装置的Z向一阶主频会发生变化。另外，在试验装置中的多个测试板为至少两种材质的测试板的情况下，当调整不同材质测试板的排布位置时，试验装置的Z向一阶主频会发生变化。
实施中，步骤S6中调整当前的仿真模型中测试板的参数，包括：调整测试板的材质参数；和\/或，调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置。
作为一个示例，在本申请上述公开的方法中，步骤S6中调整当前的仿真模型中测试板的参数，包括：调整测试板的材质参数。
作为一种实施方式，调整测试板的材质参数，包括：
在当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频小于电池模组的Z向一阶主频的情况下，将一个或多个测试板从当前材质调整为弹性模量更大的材质；
在当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频大于电池模组的Z向一阶主频的情况下，将一个或多个测试板从当前材质调整为弹性模量更小的材质。
结合一个实例进行说明：
当前的仿真模型对应的试验装置包括塑料材质的测试板和金属材质的测试板。
如果当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频小于电池模组的Z向一阶主频，且两者的差值超出允许误差范围，那么在试验装置的重量、长度和宽度不变的前提下，将一个或多个塑料材质的测试板替换为金属材质的测试板，或者将一个或多个金属材质的测试板替换为弹性模量更大的金属材质制作的测试板，例如，将一个或多个铝材质的测试板替换为钢材质的测试板，，从而增大试验装置的Z向一阶主频，试验装置的刚度也相应的增大。
如果当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频大于电池模组的Z向一阶主频，且两者的差值超出允许误差范围，那么在试验装置的重量、长度和宽度不变的前提下，将一个或多个金属材质的测试板替换为塑料材质的测试板，或者将一个或多个金属材质的测试板替换为弹性模量更小的金属材质制作的测试板，例如，将一个或多个钢材质的测试板替换为铝材质的测试板，从而减小试验装置的Z向一阶主频，试验装置的刚度也相应的减小。
作为另一个示例，在本申请上述公开的方法中，步骤S6中调整当前的仿真模型中测试板的参数，包括：调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置。
作为一种实施方式，调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置，包括：
在当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频小于电池模组的Z向一阶主频的情况下，将多个测试板中的一个或多个第一类测试板向两侧移动，将多个测试板中的一个或多个第二类测试板向中间移动；
在当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频大于电池模组的Z向一阶主频的情况下，将多个测试板中的一个或多个第一类测试板向中间移动，将多个测试板中的一个或多个第二类测试板向两侧移动；
其中，第一类测试板的弹性模量大于第二类测试板的弹性模量。
结合一个实例进行说明：
当前的仿真模型对应的试验装置包括塑料材质的测试板和金属材质的测试板。由于金属的弹性模量大于塑料的弹性模量，因此，将金属材质的测试板视为第一类测试板，将塑料材质的测试板视为第二类测试板。
如果当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频小于电池模组的Z向一阶主频，且两者的差值超出允许误差范围，那么在试验装置的重量、长度和宽度不变的前提下，将一个或多个金属材质的测试板向两侧移动，相应的，将一个或多个塑料材质的测试板向中间移动，从而增大试验装置的Z向一阶主频，试验装置的刚度也相应的增大。
如果当前的仿真模型对应的试验装置的Z向一阶主频大于电池模组的Z向一阶主频，且两者的差值超出允许误差范围，那么在试验装置的重量、长度和宽度不变的前提下，将一个或多个塑料材质的测试板向两侧移动，相应的，将一个或多个金属材质的测试板向中间移动，从而减小试验装置的Z向一阶主频，试验装置的刚度也相应的减小。
作为另一个示例，在本申请上述公开的方法中，步骤S6中调整当前的仿真模型中测试板的参数，包括：调整测试板的材质参数，调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置。
可选的，优先调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置，如果通过调整多个测试板中不同材质的测试板的排布位置，不能使得仿真模型对应的试验装置和电池模组的Z向一阶主频的差值在允许范围内，再调整测试板的材质参数。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920119675.6
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209214868U
授权时间:20190806
主分类号:G01M 7/00
专利分类号:G01M7/00
范畴分类:31C;
申请人:上海汽车集团股份有限公司
第一申请人:上海汽车集团股份有限公司
申请人地址:201203 上海市浦东新区张江高科技园区松涛路563号1号楼509室
发明人:徐细勇
第一发明人:徐细勇
当前权利人:上海汽车集团股份有限公司
代理人:魏晓波
代理机构:11304
代理机构编号:北京信远达知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计