动力电池多轴振动通用测试谱生成方法技术

本发明专利技术提供一种动力电池多轴振动通用测试谱生成方法，包括路谱采集、路谱分析与加工、路谱制定以及路谱使用四个步骤，通过该方法开发得到统一的台架驱动谱，来避免复杂的路谱开发及迭代工作，可以形成规范的测试流程，不仅成功解决了动力电池六轴振动测试流程繁杂的问题，最重要的是解决了动力电池六轴测试谱的通用性问题，实现了动力电提前进入研发验证阶段，降低试验难度，提高试验效率，减少研发周期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
动力电池多轴振动通用测试谱生成方法


[0001]本专利技术涉及动力电池性能测试
，特别是涉及一种动力电池多轴振动通用测试谱生成方法。

技术介绍

[0002]为了验证汽车及其零部件的耐久性能，往往采取路试的方法对其进行测试。但是路试资源较少、成本较高、受天气因素影响较大，对汽车的开发造成了一定的阻碍。所以，作为电动汽车的关键零部件，目前很多汽车制造企业利用可以模拟实车路面激励的多轴仿真振动台对其进行耐久测试。动力电池多轴仿真振动测试一般需要针对某一款车型的动力电池安装点位进行实车路谱采集，基于实车路谱对测试系统进行迭代，使其能够复现动力电池在电动汽车在实车行驶过程中受到的激励。采用多轴仿真振动台对动力电池进行测试的优点很多，如：不需要考虑气候问题、不需要考虑昼夜问题、可以剪切掉过渡路段的无效路谱等，以上优点可以节约开发时间和成本。
[0003]然而，目前的多轴振动试验方法仍存在如下缺点：
[0004](1)为了模拟实车振动激励，需要对测试系统进行迭代操作，使测试样件受测试台架激励产生的响应与实车行驶过程中受到路面激励而产生的响应趋向于一致，该操作复杂性较大，需要专业的人员队伍进行操作。
[0005](2)目前的测试流程是针对单一车型的动力电池，即每一次测试都需要单独完成动力电池的实车路谱采集、标准化处理、迭代等流程，这样开发周期将非常的长。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：针对目前动力电池多轴振动试验存在：迭代操作复杂、效率低，以及测试谱通用性差的两点问题，本专利技术提供一种动力电池多轴振动通用测试谱生成方法。
[0007]本专利技术的设计思路为：动力电车安装位置和安装方式比较单一，都集中在车身下方，通过螺栓与车身连接，具备制定统一的动力电池多轴测试规范的条件。其原理是：动力电池通过多点与车身连接，路面激励通过动力电池与车身的连接点传递到动力电池，路面激励的频率一般在20Hz以下，而对车身动态性能影响较大的一阶弯曲振动的频率接近40Hz，所以可以默认车身是接近刚性的，由于动力电池不同位置的传感器采集得到的响应加速度有一定的耦合性，样件安装点越接近于刚体，迭代时各个点位的响应才会快速一致地收敛。由于动力电池与车身底部直接连接，几乎不受局部振动影响，合理地设计夹具即可实现不同车型间路谱的通用。
[0008]本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种动力电池多轴振动通用测试谱生成方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：路谱采集
[0010]选定某一车型的电动汽车，在电动汽车电池包的不同位置上安装至少三个三向加
速度传感器，并记录好每个三向加速度传感器与车辆坐标系的对应关系，然后对电动汽车进行实车强化坏路路谱采集，获得不同路况下的初始路谱，所述初始路谱为加速度
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时间谱；三个三向加速度传感器能够确定一个面，作为主测量传感器，第四个及以上的三向加速度传感器作为过约束，提高其测量的准确性。
[0011]步骤2：路谱分析与加工
[0012]首先，去除初始路谱中的零飘和毛刺，滤除掉200Hz以上的干扰信号；然后，将初始路谱中涉及的过渡路段从路谱中截去；接着，计算初始路谱的伪损伤值，再基于初始路谱的伪损伤值，将损伤贡献值较低的部分从初始路谱中剔除，即将初始路谱中加速度幅值小于等于峰值2％的部分剔除，从而获得目标路谱；
[0013]步骤3：台架路谱制定
[0014]将与步骤1中实车电池包型号完全相同的电池包安装在夹具上，且电池包与夹具的固定方式与电池包与车身的固定方式完全一致，然后将夹具固定在六自由度振动台上，使电池包的中心距六自由度振动台的台面的距离为20
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35cm；在六自由度振动台台面的至少三个位置上安装三向加速度传感器，且三个位置不在同一条直线上；三个三向加速度传感器能够确定一个面，第四个及以上的三向加速度传感器作为过约束，提高其测量的准确性。
[0015]对六自由度振动台加载驱动普，采用三向加速度传感器对六自由度振动台的响应谱进行采集，并将采集到的响应谱与目标路谱进行比较，然后对驱动普进行调整，使六自由度振动台的响应谱趋于目标路谱，直到六自由度振动台的响应谱与目标路谱的RMS(Root Mean Square，有效值)值的差异在5％
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10％以内，记录此时六自由度振动台的驱动普，并将该驱动普作为该六自由度振动台的最终驱动谱，存储在六自由度振动台上；
[0016]步骤4：路谱使用
[0017]当需要对步骤1中所述车型的电池包进行测试时，按照该车型的测试要求，将电池包安装在六自由度振动台上，然后直接选择最终驱动谱中对应的驱动谱加载到六自由度振动台上，由六自由度振动台播放驱动普以模拟不同路况的路谱对电池包进行测试。
[0018]为了提高最终驱动普的准确性，还包括以下步骤：
[0019]采用步骤1
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步骤3的方法采用其他车型进行初始路谱的采集，然后计算出每个车型对应的目标路谱，并将每个车型的电池包安装在六自由度振动台上，获得采用该六自由度振动台进行测试时的最终驱动普，将不同车型获得最终驱动普均存储在六自由度振动台上，从而形成驱动普库。当需要对某一车型的电池包进行测试时，只需要调用驱动普数据库中的驱动普即可。
[0020]进一步，还包括对驱动普库进行分级的过程，分级方法如下：
[0021]计算与最终驱动谱对应的响应谱的RMS值，然后根据RMS值进行分级，其中，
[0022]X，Y，Z方向的RMS值分别为0.64g、0.45g、0.5g的1.2倍以上的为A级；
[0023]X，Y，Z方向的RMS值分别为0.64g、0.45g、0.5g的0.8
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1.2倍间的为B级；
[0024]X，Y，Z方向的RMS值分别为0.64g、0.45g、0.5g的0.8倍以下的为C级；
[0025]进行电池包测试时，先选择对应的级别，然后再选择该级别下对应的驱动普，从而提高测试的效率。
[0026]具体的，步骤1中电动汽车的电池包上安装四个三向加速度传感器，分别位于电池
包的左前、右前、左后和右后4个安装点。
[0027]具体的，步骤3中六自由度振动台的台面上安装四个三向加速度传感器，分别位于台面的左前、右前、左后和右后的4个角上，且三向加速度传感器距离台面中心的距离相同。
[0028]进一步，步骤3中在使六自由度振动台的响应谱趋于目标路谱时采用了迭代的方法，具体包括以下步骤：
[0029]步骤3.1：根据目标路谱初步确定其包含的路谱通道，目标路谱包含若干路谱通道，并通过RPC软件自带模块Setup Pro对需要进行迭代的路谱通道的参数进行设置，所述参数包括但不限于通道名称、信号类型、信号单位和信号量程；
[0030]步骤3.2：通过RPC软件自带模块Analyze Pro对目标路谱进行编辑，包括使用Channel extract工具对步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池多轴振动通用测试谱生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：路谱采集选定某一车型的电动汽车，在电动汽车电池包的不同位置上安装至少三个三向加速度传感器，并记录好每个三向加速度传感器与车辆坐标系的对应关系，然后对电动汽车进行实车强化坏路路谱采集，获得不同路况下的初始路谱，所述初始路谱为加速度
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时间谱；步骤2：路谱分析与加工首先，去除初始路谱中的零飘和毛刺，滤除掉200Hz以上的干扰信号；然后，将初始路谱中涉及的过渡路段从路谱中截去；接着，计算初始路谱的伪损伤值，再基于初始路谱的伪损伤值，将损伤贡献值较低的部分从初始路谱中剔除，即将初始路谱中加速度幅值小于等于峰值2％的部分剔除，从而获得目标路谱；步骤3：台架路谱制定将与步骤1中实车电池包型号完全相同的电池包安装在夹具上，且电池包与夹具的固定方式与电池包与车身的固定方式完全一致，然后将夹具固定在六自由度振动台上，使电池包的中心距六自由度振动台的台面的距离为20
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35cm；在六自由度振动台台面的至少三个位置上安装三向加速度传感器，且三个位置不在同一条直线上；对六自由度振动台加载驱动普，采用三向加速度传感器对六自由度振动台的响应谱进行采集，并将采集到的响应谱与目标路谱进行比较，然后对驱动普进行调整，使六自由度振动台的响应谱趋于目标路谱，直到六自由度振动台的响应谱与目标路谱的RMS值的差异在5％
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10％以内，记录此时六自由度振动台的驱动普，并将该驱动普作为该六自由度振动台的最终驱动谱，存储在六自由度振动台上；步骤4：路谱使用当需要对步骤1中所述车型的电池包进行测试时，按照该车型的测试要求，将电池包安装在六自由度振动台上，然后直接选择最终驱动谱中对应的驱动谱加载到六自由度振动台上，由六自由度振动台播放驱动普以模拟不同路况的路谱对电池包进行测试。2.如权利要求1所述的动力电池多轴振动通用测试谱生成方法，其特征在于：为了提高最终驱动普的准确性，还包括以下步骤：采用步骤1
‑
步骤3的方法采用其他车型进行初始路谱的采集，然后计算出每个车型对应的目标路谱，并将每个车型的电池包安装在六自由度振动台上，获得采用该六自由度振动台进行测试时的最终驱动普，将不同车型获得最终驱动普均存储在六自由度振动台上，从而形成驱动普库。3.如权利要求2所述的动力电池多轴振动通用测试谱生成方法，其特征在于：还包括对驱动普库进行分级的过程，分级方法如下：计算与最终驱动谱对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪宇，刘磊，董文楷，田浩，岑官怡，宋冬冬，张红烛，赵岩岩，王滕飞，陈嘉毅，
申请(专利权)人：中汽研汽车检验中心常州有限公司，
类型：发明
国别省市：