本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)，尤其涉及一種動(dòng)力電池測試方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷發(fā)展以及環(huán)境和能源危機(jī)的不斷加重，新能源汽車的應(yīng)用也越來越廣泛。動(dòng)力電池是新能源汽車中常用的動(dòng)力來源，是汽車中最重要的部件之一，動(dòng)力電池的性能好壞直接影響汽車的續(xù)航能力和安全性。

在新能源汽車中，動(dòng)力電池一般布置在車身底部，因此在汽車托底時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)路面石塊與動(dòng)力電池發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，而動(dòng)力電池與路面石塊發(fā)生碰撞后，有可能引起電池爆炸或起火等危險(xiǎn)，給用戶帶來很大的安全隱患和財(cái)產(chǎn)損失。

目前在汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，還沒有能夠準(zhǔn)確判斷動(dòng)力電池的托底性能是否滿足要求的方法，導(dǎo)致汽車在使用過程中的安全性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池測試方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確判斷動(dòng)力電池的托底性能是否滿足要求導(dǎo)致存在安全隱患的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池測試方法，包括：

獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；

根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；

建立石塊的有限元模型；

根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能，包括：

設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力；

根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量；

判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否滿足要求。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，或者增加動(dòng)力電池的殼體與模組的間隙，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的位移量滿足要求；

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的應(yīng)力滿足要求。

進(jìn)一步地，在判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值之前，還包括：

獲取電池單體發(fā)生爆炸或起火時(shí)對應(yīng)的位移量的臨界值；

根據(jù)所述位移量的臨界值，確定所述位移量閾值；

根據(jù)所述動(dòng)力電池的材料，確定所述動(dòng)力電池的抗拉強(qiáng)度；

根據(jù)所述抗拉強(qiáng)度，確定所述應(yīng)力閾值。

進(jìn)一步地，判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量是否大于相應(yīng)的位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量是否滿足要求，包括：

在汽車車速超過車速閾值或碰撞力超過碰撞力閾值的極限工況下，若所述動(dòng)力電池的電池單體在碰撞時(shí)的位移量大于第一位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

在汽車車速未超過車速閾值或碰撞力未超過碰撞力閾值的普通工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第二位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

其中，所述第一位移量閾值大于所述第二位移量閾值。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型，包括：

對所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理，建立所述動(dòng)力電池的殼體對應(yīng)的有限元模型；

建立所述動(dòng)力電池模組中的電池單體的簡化模型，所述簡化模型包括電池單體的形狀、質(zhì)心、質(zhì)量、材料和力學(xué)性能；

賦予所述動(dòng)力電池的材料及屬性；

建立所述動(dòng)力電池中殼體與模組的連接關(guān)系并定義所述殼體與模組的接觸類型。

進(jìn)一步地，建立石塊的有限元模型，包括：

確定石塊的形狀和材質(zhì)，根據(jù)所述形狀和材質(zhì)，建立石塊的有限元模型；

或者，根據(jù)汽車動(dòng)力總成的模型，建立石塊的有限元模型。

本發(fā)明還提供一種動(dòng)力電池測試裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；

電池模型建立模塊，用于根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；

石塊模型建立模塊，用于建立石塊的有限元模型；

測試模塊，用于根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

進(jìn)一步地，所述測試模塊具體用于：

設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力；

根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量；

判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否滿足要求。

進(jìn)一步地，所述測試模塊還用于：

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，或者增加動(dòng)力電池的殼體與模組的間隙，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的位移量滿足要求；

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的應(yīng)力滿足要求。

進(jìn)一步地，所述測試模塊還用于：

在判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值之前，獲取電池單體發(fā)生爆炸或起火時(shí)對應(yīng)的位移量的臨界值；

根據(jù)所述位移量的臨界值，確定所述位移量閾值；

根據(jù)所述動(dòng)力電池的材料，確定所述動(dòng)力電池的抗拉強(qiáng)度；

根據(jù)所述抗拉強(qiáng)度，確定所述應(yīng)力閾值。

進(jìn)一步地，所述測試模塊具體用于：

設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力；

根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量；

判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力是否滿足要求；

在汽車車速超過車速閾值或碰撞力超過碰撞力閾值的極限工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第一位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

在汽車車速未超過車速閾值或碰撞力未超過碰撞力閾值的普通工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第二位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

其中，所述第一位移量閾值大于所述第二位移量閾值。

進(jìn)一步地，所述電池模型建立模塊，具體用于：

對所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理，建立所述動(dòng)力電池的殼體對應(yīng)的有限元模型；

建立所述動(dòng)力電池模組中的電池單體的簡化模型，所述簡化模型包括電池單體的形狀、質(zhì)心、質(zhì)量、材料和力學(xué)性能；

賦予所述動(dòng)力電池的材料及屬性；

建立所述動(dòng)力電池中殼體與模組的連接關(guān)系并定義所述殼體與模組的接觸類型。

進(jìn)一步地，所述石塊模型建立模塊，具體用于：

確定石塊的形狀和材質(zhì)，根據(jù)所述形狀和材質(zhì)，建立石塊的有限元模型；

或者，根據(jù)汽車動(dòng)力總成的模型，建立石塊的有限元模型。

本發(fā)明提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)，使得能夠執(zhí)行一種動(dòng)力電池測試方法，所述方法包括：獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；建立石塊的有限元模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

本發(fā)明提出了一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令由處理器被執(zhí)行時(shí)，使得能夠執(zhí)行一種動(dòng)力電池測試方法，所述方法包括：獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；建立石塊的有限元模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

本發(fā)明提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中的指令處理器執(zhí)行時(shí)，使得能夠執(zhí)行一種動(dòng)力電池測試方法，所述方法包括：獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；建立石塊的有限元模型；根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

本發(fā)明提供的動(dòng)力電池測試方法及裝置，通過獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型，建立石塊的有限元模型，并根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能，能夠在汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，對動(dòng)力電池在托底時(shí)的性能進(jìn)行測試，避免動(dòng)力電池性能過差導(dǎo)致托底時(shí)容易爆炸或起火，提高了汽車的安全性，節(jié)約了設(shè)計(jì)及優(yōu)化的成本和時(shí)間。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的動(dòng)力電池測試方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的動(dòng)力電池測試方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的動(dòng)力電池測試裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖描述本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)力電池測試方法及裝置。

本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池測試方法。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的動(dòng)力電池測試方法的流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例中的方法，可以包括：

步驟101、獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型。

所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型可以包括動(dòng)力電池的形狀、尺寸、質(zhì)量、質(zhì)心、材料、力學(xué)性能等，可以通過cad(computeraideddesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))等軟件建立或?qū)霐?shù)學(xué)模型。

所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型可以從汽車參數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲取，也可以由用戶自行輸入。

步驟102、根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型。

所述電池可以包括殼體和模組，所述模組包括多個(gè)電池單體，放置在所述殼體中。根據(jù)動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，可以建立整個(gè)電池的有限元模型?；蛘?，優(yōu)選的是，可以建立殼體的有限元模型，而電池單體用簡化模型來代替，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)電池性能的測試，又可以簡化建模過程，提高處理效率。

相應(yīng)的，本步驟中的根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型，可以包括：

對所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理，建立所述動(dòng)力電池的殼體對應(yīng)的有限元模型；建立所述動(dòng)力電池模組中的電池單體的簡化模型，所述簡化模型包括電池單體的形狀、質(zhì)心、質(zhì)量、材料和力學(xué)性能；賦予所述動(dòng)力電池的材料及屬性，具體地，可以為動(dòng)力電池中各個(gè)部件賦予材料及屬性，所述屬性可以為薄板或其它類型；建立所述動(dòng)力電池中殼體與模組的連接關(guān)系并定義所述殼體與模組的接觸類型，所述連接關(guān)系可以為螺接或其它關(guān)系，所述接觸類型可以為面與面接觸或其它類型。

步驟103、建立石塊的有限元模型。

具體地，可以首先確定石塊的形狀和材質(zhì)，然后根據(jù)所述形狀和材質(zhì)，建立石塊的有限元模型。所述石塊的形狀和材質(zhì)可以采用默認(rèn)設(shè)置，也可以由用戶輸入。

所述石塊的形狀可以包括：圓柱形、球形、方形、不規(guī)則形狀等。所述石塊的材質(zhì)可以包括：巖石、鋼材、水泥等。

或者，也可以根據(jù)汽車中其它部件的模型，建立石塊的有限元模型。在汽車托底時(shí)，可能會(huì)有其它部件掉落并與動(dòng)力電池發(fā)生碰撞，因此可以將這些部件的模型作為石塊的模型，測試動(dòng)力電池與其碰撞時(shí)的性能。例如，可以根據(jù)汽車動(dòng)力總成的模型，建立相應(yīng)的有限元模型，作為石塊的有限元模型進(jìn)行模擬碰撞試驗(yàn)。

在本步驟中，可以建立多個(gè)石塊的有限元模型，在后續(xù)測試過程中，可以利用多個(gè)石塊與動(dòng)力電池進(jìn)行多次模擬碰撞，檢測不同碰撞條件下動(dòng)力電池的性能。

優(yōu)選的是，本實(shí)施例中，可以建立如下四種石塊的有限元模型：

石塊模型一：圓柱水泥墩模型；

石塊模型二：圓球落石模型；

石塊模型三：本車動(dòng)力總成模型；

石塊模型四：圓球鋼材模型。

在測試時(shí)，可以依次根據(jù)上述四種石塊模型對動(dòng)力電池進(jìn)行碰撞性能分析。

本實(shí)施例中，步驟103與步驟101至步驟102的順序可以互換，只要能夠?qū)崿F(xiàn)在測試前完成動(dòng)力電池的建模和石塊的建模即可。

步驟104、根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

本實(shí)施例中，可以利用cae(computeraidedengineering，計(jì)算機(jī)輔助工程)軟件來輔助進(jìn)行動(dòng)力電池性能測試，所述cae軟件可以包括但不限于：solidworks、ansys、abaqus、nastran、ls-dyna等。

在cae軟件中，建立了動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型之后，就可以根據(jù)建立的模型測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。所述碰撞時(shí)的性能包括但不限于：應(yīng)力、位移量、能量變化等。

在獲得動(dòng)力電池碰撞時(shí)的性能后，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的閾值來判斷性能是否滿足要求，例如性能超過閾值，則認(rèn)為不滿足要求?；蛘撸部梢詫@得的動(dòng)力電池碰撞時(shí)的性能以及碰撞動(dòng)畫顯示給用戶，供用戶判斷動(dòng)力電池性能是否符合要求。

優(yōu)選的是，還可以在測試所述動(dòng)力電池的性能之前，獲取汽車中除動(dòng)力電池以外其它各部件的數(shù)學(xué)模型或者形狀、質(zhì)量、質(zhì)心、材料、力學(xué)性能、連接關(guān)系等參數(shù)。

然后，可以根據(jù)所述各部件的數(shù)學(xué)模型，建立各部件的有限元模型，在測試時(shí)，可以根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型、石塊的有限元模型以及所述各部件的模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能，能夠更加真實(shí)地模擬動(dòng)力電池的實(shí)際受力，提高檢測準(zhǔn)確性。

如果整車或整車中部分零部件的數(shù)學(xué)模型在設(shè)計(jì)前期無法收集，可以以其質(zhì)量及質(zhì)心位置等參數(shù)代替。例如，在網(wǎng)格處理時(shí)，可以使用在質(zhì)心位置加上質(zhì)量模擬對應(yīng)的零部件。

本實(shí)施例提供的動(dòng)力電池測試方法，通過獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型，建立石塊的有限元模型，并根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能，能夠在汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，對動(dòng)力電池在托底時(shí)的性能進(jìn)行測試，避免動(dòng)力電池性能過差導(dǎo)致托底時(shí)爆炸或起火，提高了汽車的安全性，節(jié)約了設(shè)計(jì)及優(yōu)化的成本和時(shí)間。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例二提供一種動(dòng)力電池測試方法。圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的動(dòng)力電池測試方法的流程圖。如圖2所示，本實(shí)施例中的方法，可以包括：

步驟201、獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型。

步驟202、根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型。

步驟203、建立石塊的有限元模型。

本實(shí)施例中，步驟201至步驟203的具體實(shí)現(xiàn)原理與實(shí)施例一中的步驟101至步驟103類似，此處不再贅述。

步驟204、設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力。

步驟205、根據(jù)設(shè)定的預(yù)設(shè)條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量。

本實(shí)施例中的位移量，可以是指動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的變形量。例如，動(dòng)力電池碰撞時(shí)向內(nèi)凹陷20mm，則所述位移量可以為20mm。

步驟206、判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否滿足要求。

本實(shí)施例中，通過步驟204至步驟206來實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

在測試時(shí)，可以先設(shè)定約束條件，約束條件可以為約束石塊、汽車移動(dòng)(即動(dòng)力電池移動(dòng))或者約束汽車、石塊移動(dòng)，從而模擬兩種不同的工況。在汽車移動(dòng)的工況下，通過限定車速來進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在石塊移動(dòng)的工況下，通過限定碰撞力來進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

可以從以上兩種類型的工況中任選一種來進(jìn)行動(dòng)力電池性能測試，也可以對兩種類型的工況均進(jìn)行測試，更加全面地判斷動(dòng)力電池性能是否滿足要求。

以對兩種類型的工況均進(jìn)行測試為例，可以首先設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速，例如車速設(shè)置為20km/h。根據(jù)設(shè)置的車速，利用cae軟件對動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量進(jìn)行求解，并對應(yīng)力和位移量是否滿足要求進(jìn)行判斷。

在約束石塊、汽車移動(dòng)的約束條件下，可以針對不同的車速進(jìn)行多次測試，每次測試對應(yīng)的車速可以等距增加或減少。例如，車速可以按20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h等距計(jì)算，或按10km/h、30km/h、50km/h、70km/h、90km/h等距計(jì)算，當(dāng)最高車速不在如上計(jì)算條件中時(shí)，對最高車速需單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。

然后，可以設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力，例如碰撞力設(shè)置為20kn。根據(jù)設(shè)置的碰撞力，利用cae軟件對動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量進(jìn)行求解，并對應(yīng)力和位移量是否滿足要求進(jìn)行判斷。

在約束汽車、石塊移動(dòng)的約束條件下，可以針對不同的碰撞力進(jìn)行多次測試。例如，碰撞力可以按20kn、50kn、100kn、200kn等值進(jìn)行設(shè)置。

在每一種車速或碰撞力的條件下，可以均對多個(gè)石塊模型分別進(jìn)行測試。也可以在設(shè)置車速的條件下，對全部石塊模型分別進(jìn)行測試，而在設(shè)置碰撞力的條件下，只對圓球狀的石塊模型進(jìn)行測試，提高整體測試效率。

在獲得判斷結(jié)果后，可以將判斷結(jié)果顯示給用戶。進(jìn)一步地，還可以進(jìn)行碰撞動(dòng)畫演示，并顯示應(yīng)力/位移量隨時(shí)間或位置的變化曲線。

判斷結(jié)果可以分兩部分，分別為對應(yīng)力的判斷和對位移量的判斷：判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值，若大于，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力不滿足要求；判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量是否大于相應(yīng)的位移量閾值，若大于，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求。下面分別說明。

對應(yīng)力進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)力閾值可以根據(jù)動(dòng)力電池的材料來確定。具體地，可以根據(jù)所述動(dòng)力電池的材料，確定所述動(dòng)力電池的抗拉強(qiáng)度，然后根據(jù)所述抗拉強(qiáng)度，確定所述應(yīng)力閾值。所述應(yīng)力閾值可以為所述抗拉強(qiáng)度的值，或者略小于所述抗拉強(qiáng)度的值。

例如，動(dòng)力電池采用某種材料制成，該材料的抗拉強(qiáng)度為400mpa，則所述應(yīng)力閾值可以為400mpa。若動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力小于400mpa，則認(rèn)為動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力滿足要求，反之則認(rèn)為不滿足要求。

對位移量進(jìn)行判斷時(shí)，位移量閾值可以根據(jù)電池單體的性能來確定。優(yōu)選的是，普通工況下對應(yīng)的位移量閾值和極限工況下對應(yīng)的位移量閾值可以不同。將極限工況下對應(yīng)的位移量閾值記為第一位移量閾值，將普通工況下對應(yīng)的位移量閾值記為第二位移量閾值。所述第一位移量閾值大于所述第二位移量閾值。

相應(yīng)的，判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量是否大于相應(yīng)的位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量是否滿足要求，可以包括：

在汽車車速超過車速閾值或碰撞力超過碰撞力閾值的極限工況下，若所述動(dòng)力電池的電池單體在碰撞時(shí)的位移量大于第一位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；在汽車車速未超過車速閾值或碰撞力未超過碰撞力閾值的普通工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第二位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求。

所述車速閾值或碰撞力閾值是普通工況和極限工況的分界線。若設(shè)置的車速大于車速閾值，則為極限工況，反之為普通工況；若設(shè)置的碰撞力大于碰撞力閾值，則為極限工況，反之為普通工況。所述車速閾值和碰撞力閾值可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置，例如，對于一般需求的汽車來說，所述車速閾值可以為60km/h，碰撞力閾值可以為50kn。

在普通工況下，動(dòng)力電池不應(yīng)有超過所述第二位移量閾值的變形，若有超過所述第二位移量閾值的變形，就可以認(rèn)為不滿足要求；在極限工況下，動(dòng)力電池的電池單體不應(yīng)有超過所述第一位移量閾值的變形，動(dòng)力電池的其它部件如殼體等可以不遵從此限制。

所述第一位移量閾值和所述第二位移量閾值可以根據(jù)電池單體的性能來確定。具體地，可以獲取電池單體發(fā)生爆炸或起火時(shí)對應(yīng)的位移量的臨界值；根據(jù)所述位移量的臨界值，確定第一位移量閾值和第二位移量閾值。

所述臨界值可以通過電池試驗(yàn)獲得，臨街值的確定原則是：超過這個(gè)臨界值時(shí)電池單體就會(huì)發(fā)生爆炸或起火。假設(shè)在試驗(yàn)過程中，電池單體變形超過40mm就會(huì)爆炸或起火，而在40mm以下相對安全，則所述臨界值可以為40mm。

所述第一位移量閾值可以為所述臨界值，例如可以為40mm。所述第二位移量閾值可以小于所述臨界值，優(yōu)選的是，第二位移量閾值的設(shè)定可以滿足動(dòng)力電池在碰撞后依然能夠繼續(xù)使用的條件，例如動(dòng)力電池碰撞時(shí)的位移量在20mm以內(nèi)時(shí)，不影響后續(xù)使用，則所述第二位移量閾值可以為20mm。

按照上述假設(shè)，在動(dòng)力電池測試過程中，當(dāng)車輛按60km/h以下車速或碰撞力低于50kn完成碰撞時(shí)，動(dòng)力電池的殼體及其內(nèi)部零部件不應(yīng)有超過20mm的變形；當(dāng)車輛按60km/h以上車速或碰撞力高于50kn完成碰撞時(shí)，電池單體不應(yīng)有超過40mm的變形。

本實(shí)施例中，對普通工況和極限工況進(jìn)行了區(qū)分，不同工況下的閾值不同。在極限工況下，保證動(dòng)力電池不爆炸或起火，維護(hù)用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在普通工況下，保證動(dòng)力電池碰撞完后還能繼續(xù)使用，提高動(dòng)力電池的使用壽命。

進(jìn)一步地，還可以針對動(dòng)力電池的不同部件設(shè)置不同的應(yīng)力閾值和位移量閾值，例如，殼體的應(yīng)力閾值為400mpa，模組的應(yīng)力閾值為200mpa；或者，針對不同位置設(shè)置不同的應(yīng)力閾值和位移量閾值，例如，殼體靠近電池單體處的位移量閾值為20mm，殼體邊緣部分的位移量閾值為30mm。

在測試時(shí)，可以獲取動(dòng)力電池各個(gè)部件或各個(gè)位置的應(yīng)力及位移量，分別判斷不同部件或位置的應(yīng)力及位移量是否滿足要求。

本實(shí)施例提供的動(dòng)力電池測試方法，通過設(shè)定約束條件并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速或碰撞力，根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量，將所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量與相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值進(jìn)行比較，能夠測試不同工況下所述動(dòng)力電池的應(yīng)力或位移量是否滿足要求，更加全面準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的性能分析。

在上述各實(shí)施例提供的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的是，還可以對不滿足要求的動(dòng)力電池進(jìn)行改進(jìn)，對改進(jìn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步網(wǎng)格劃分并在各工況下重新進(jìn)行求解分析。

具體地，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求，則可以增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，或者增加動(dòng)力電池的殼體與模組的間隙，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的位移量滿足要求。若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力不滿足要求，則可以增加動(dòng)力電池殼體的厚度，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的應(yīng)力滿足要求。

實(shí)施例三

本發(fā)明實(shí)施例三提供一種動(dòng)力電池測試裝置。圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的動(dòng)力電池測試裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，本實(shí)施例中的裝置，可以包括：

獲取模塊301，用于獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型；

電池模型建立模塊302，用于根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型；

石塊模型建立模塊303，用于建立石塊的有限元模型；

測試模塊304，用于根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能。

本實(shí)施例中的動(dòng)力電池測試裝置，可以用于執(zhí)行上述任一實(shí)施例所述的動(dòng)力電池測試方法，具體實(shí)現(xiàn)原理和過程可參照前述實(shí)施例，此處不再贅述。

本實(shí)施例提供的動(dòng)力電池測試裝置，通過獲取汽車中動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型，建立所述動(dòng)力電池的有限元模型，建立石塊的有限元模型，并根據(jù)所述動(dòng)力電池的有限元模型和石塊的有限元模型，測試所述動(dòng)力電池與所述石塊碰撞時(shí)所述動(dòng)力電池的性能，能夠在汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，對動(dòng)力電池在托底時(shí)的性能進(jìn)行測試，避免動(dòng)力電池性能過差導(dǎo)致托底時(shí)容易爆炸或起火，提高了汽車的安全性，節(jié)約了設(shè)計(jì)及優(yōu)化的成本和時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述測試模塊304具體用于：

設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力；

根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量；

判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否滿足要求。

進(jìn)一步地，所述測試模塊304還用于：

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，或者增加動(dòng)力電池的殼體與模組的間隙，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的位移量滿足要求；

若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力不滿足要求，則增加動(dòng)力電池殼體的厚度或強(qiáng)度，并重新進(jìn)行測試，直至碰撞時(shí)的應(yīng)力滿足要求。

進(jìn)一步地，所述測試模塊304還用于：

在判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力或位移量是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值或位移量閾值之前，獲取電池單體發(fā)生爆炸或起火時(shí)對應(yīng)的位移量的臨界值；

根據(jù)所述位移量的臨界值，確定所述位移量閾值；

根據(jù)所述動(dòng)力電池的材料，確定所述動(dòng)力電池的抗拉強(qiáng)度；

根據(jù)所述抗拉強(qiáng)度，確定所述應(yīng)力閾值。

進(jìn)一步地，所述測試模塊304具體用于：

設(shè)定約束條件為約束石塊、汽車移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)汽車的車速；或者，設(shè)定約束條件為約束汽車、石塊移動(dòng)，并設(shè)置碰撞時(shí)的碰撞力；

根據(jù)設(shè)定的約束條件以及設(shè)置的車速或碰撞力，測試所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力和位移量；

判斷所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力是否大于相應(yīng)的應(yīng)力閾值，從而確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的應(yīng)力是否滿足要求；

在汽車車速超過車速閾值或碰撞力超過碰撞力閾值的極限工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第一位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

在汽車車速未超過車速閾值或碰撞力未超過碰撞力閾值的普通工況下，若所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量大于第二位移量閾值，則確定所述動(dòng)力電池在碰撞時(shí)的位移量不滿足要求；

其中，所述第一位移量閾值大于所述第二位移量閾值。

進(jìn)一步地，所述電池模型建立模塊302具體用于：

對所述動(dòng)力電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理，建立所述動(dòng)力電池的殼體對應(yīng)的有限元模型；

建立所述動(dòng)力電池模組中的電池單體的簡化模型，所述簡化模型包括電池單體的形狀、質(zhì)心、質(zhì)量、材料和力學(xué)性能；

賦予所述動(dòng)力電池的材料及屬性；

建立所述動(dòng)力電池中殼體與模組的連接關(guān)系并定義所述殼體與模組的接觸類型。

進(jìn)一步地，所述石塊模型建立模塊303具體用于：

確定石塊的形狀和材質(zhì)，根據(jù)所述形狀和材質(zhì)，建立石塊的有限元模型；

或者，根據(jù)汽車動(dòng)力總成的模型，建立石塊的有限元模型。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)定制邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一個(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)，只讀存儲(chǔ)器(rom)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(eprom或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(cdrom)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)榭梢岳缤ㄟ^對紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。如，如果用硬件來實(shí)現(xiàn)和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來實(shí)現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(pga)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等。

本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。

此外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。

上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。