电池球头坠落试验装置的制作方法

本实用新型涉及机械技术及安全检测领域，特别是涉及一种电池球头坠落试验装置。

背景技术：

现在新能源汽车的崛起已经受到大众的关注，对于新能源汽车安全性更是首当其冲。因此针对新能源汽车的电池，非常有必要进行安全性测试。在实际工况中，电池的底部和侧边容易受到外界的碰撞影响，例如路牙、石块等尖锐物品，因此电池的底部、侧边需要进行球头坠落试验。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池球头坠落试验装置，能够准确重复地对新能源汽车的电池包进行球头坠落试验。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电池球头坠落试验装置，包括支架结构、立杆、底座、球头、电机和电磁卡爪，其中支架结构与立杆固定连接，立杆与底座连接，电机固定安装在支架结构上，电磁卡爪置于支架结构上，电磁卡爪在竖直方向上的运动受到电机的控制。

进一步地，支架结构包括两个竖直支架、水平支架、四个斜支架、两个光轴、两个第一固定端、两个第二固定端、支撑支架和两个直线轴承，两个竖直支架各自的上端分别与水平支架的两端固定连接，两个光轴各自的上端通过相应的第一固定端与相应的竖直支架的上端固定连接，两个光轴各自的下端连接相应的直线轴承，两个直线轴承各自通过相应的第二固定端与相应的竖直支架的下端固定连接，支撑支架的两端分别通过轴承连接至两个光轴，每个斜支架在支架结构的同侧分别固定连接相应的竖直支架和水平支架。

进一步地，球头居中固定在支撑支架上，球头具有主体、向下突起、向上突起以及在主体的相对两端向外突出的把手，其中向下突起居中位于主体的底面中心位置并且向下突出，向上突起居中位于主体的顶面中心位置并且向上突出。

进一步地，水平支架的下方设置定滑轮，跨过定滑轮的绳索的一端与电机连接，跨过定滑轮的绳索的另一端与电磁卡爪连接。

进一步地，电磁卡爪可紧握或松开球头。

进一步地，球头的向下突起的底部接触面尺寸为80*70mm。

进一步地，球头的向下突起的底部接触面尺寸为70*30mm。

进一步地，球头上安装有加速度传感器。

一种利用上述电池球头坠落试验装置的电池球头坠落试验方法，包括以下步骤：

步骤一：将电池包安装到电池工装上，通过将电池包的位置与球头的位置对应来将电池工装固定安装到底座的平台上；

步骤二：将加速度传感器安装在球头上，并将加速度传感器连接数据采集系统；

步骤三：启动电机，通过电机控制电磁卡爪进而控制球头，将球头升至理论计算位置；

步骤四：释放电磁卡爪，球头坠落下来，落于电池包上；

步骤五：分析数据采集系统采集到的加速度信号，通过微积分，计算球头与电池包接触时的速度以及能量大小，在满足球头与电池包接触的一瞬间球头的速度或能量达到一定数值的输入需求的情况下，观察分析电池的功能和结构。

进一步地，步骤三中的理论计算位置是根据要求的接触速度进行计算的。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果有：

本实用新型的电池球头坠落试验装置，能够模拟电池在受到外力冲击下的状态，检测电池的变形情况以及是否发生漏电及燃爆。本实用新型的电池球头坠落试验装置，试验数据重复性高，能够提供准确的安全性测试，适用于新能源汽车电池的安全测试。

附图说明

图1为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池侧边的正视图；

图2为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池侧边的侧视图；

图3为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池侧边的立体图；

图4为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池底部的正视图；

图5为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池底部的侧视图；

图6为本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池底部的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的电池球头坠落试验装置，如图1-6所示，包括支架结构1、立杆2、底座3、球头4、电机(未示出)和电磁卡爪(未示出)，其中立杆2的数量为两个，支架结构1分别与两个立杆2固定连接，立杆2通过固定连接在底座3上的活动铰链8与底座3连接，立杆2相对于竖直方向的角度可以通过活动铰链8调节。电机固定安装在支架结构1上。电磁卡爪置于支架结构1上，电磁卡爪可紧握或松开球头4，电磁卡爪在竖直方向上的运动受到电机的控制。

如图1和4所示，支架结构1包括竖直支架11、水平支架12、斜支架13、光轴14、第一固定端15、第二固定端16、支撑支架17和直线轴承18。其中竖直支架11数量为两个，两个竖直支架11各自的上端分别与水平支架12的两端固定连接，两个竖直支架11也可以与水平支架12一体构造。光轴14数量为两个，两个光轴14各自的上端通过相应的第一固定端15与相应的竖直支架11的上端固定连接，两个光轴14各自的下端连接相应的直线轴承18，两个直线轴承18各自通过相应的第二固定端16与相应的竖直支架11的下端固定连接，在一实施例中，支撑支架17水平设置，支撑支架17的两端分别通过轴承19连接至两个光轴14，支撑支架17可以通过轴承19沿着光轴14移动。直线轴承18保证球头4下落过程，两个光轴14平行，精度为0.1mm。两个光轴14构成两个导轨，在此实施例中，球头4居中固定在支撑支架17上。在另一实施例中，支撑支架17为水平设置，支撑支架17的两端分别与两个光轴14固定连接，球头4可以卡在支撑支架17上并且可以从支撑支架17释放。如图3所示，斜支架13数量为四个，斜支架13优选完全相同，每个斜支架13在支架结构1的同侧分别固定连接相应的竖直支架11和水平支架12。

如图1和4所示，定滑轮5固定设置在水平支架12的下方，定滑轮5优选居中设置于水平支架12的正下方。电机邻近定滑轮5设置在水平支架12的侧面。跨过定滑轮5的绳索的一端与电机连接，跨过定滑轮5的绳索的另一端与电磁卡爪连接，电磁卡爪可紧握或松开球头4，通过电机控制电磁卡爪在竖直方向上的运动，进而控制球头4在竖直方向上的运动。在一实施例中，如图3和6所示，球头4具有主体40、向下突起41、向上突起42以及在主体40的相对两端向外突出的把手43。其中向下突起41居中位于球头4的主体40的底面中心位置并且向下突出，向上突起42居中位于球头4的主体40的顶面中心位置并且向上突出。向下突起41为长方体形状，向下突起41的底部接触面为长方形并且向下突起41的底部接触面为球头4与电池包6的碰撞面。在一实施例中，球头4的向下突起41的底部接触面尺寸为80*70mm。在另一实施例中，球头4的向下突起41的底部接触面尺寸为70*30mm。向上突起42可以为长方体形状，也可以为正方体形状。球头4的质量优选为80kg。球头4上安装有加速度传感器(未示出)，加速度传感器连接数据采集系统(未示出)。

利用本实用新型的电池球头坠落试验装置的电池球头坠落试验方法，包括以下步骤：

步骤一：将电池包6安装到电池工装7上，通过将电池包6的位置与球头4的位置对应来将电池工装7固定安装到底座3的平台31上。

步骤二：将加速度传感器安装在球头4上，并将加速度传感器连接数据采集系统。

步骤三：启动电机，通过电机控制电磁卡爪进而控制球头4，将球头4升至理论计算位置，即球头4达到理论高度。

步骤四：释放电磁卡爪，球头4坠落下来，落于电池包6上。

步骤五：分析数据采集系统采集到的加速度信号，通过微积分，计算球头4与电池包6接触时的速度以及能量大小，在满足球头4与电池包6接触的一瞬间球头4的速度或能量达到一定数值的输入需求的情况下，观察分析电池的功能和结构。

其中，步骤三中的理论计算位置是根据要求的接触速度进行计算的，例如要求接触速度为5m/s，则理论高度约为1.3m。试验要求：在坠落的一瞬间要保持初始状态，即正向碰撞；保证接触的一瞬间，球头4的速度或能量达到一定数值；观察电池包6的接触面，检测电池的功能等，若功能正常，接触面无较大形变破裂。则判定试验有效合格。

利用本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池侧边的电池球头坠落试验方法，参考图1-3，包括以下步骤：

步骤一：将电池包6安装到电池工装7上，其中电池包6中的电池(未示出)底部面向电池工装7，将电池包6和电池工装7一起侧放，使电池包6中的电池待试验侧边朝向球头4，通过将电池包6中的电池待试验侧边的位置与球头4的位置对应来将电池工装7固定安装到底座3的平台31上。

步骤二：将加速度传感器安装在球头4上，并将加速度传感器连接至数据采集系统。

步骤三：启动电机，通过电机控制电磁卡爪进而控制球头4，将球头4升至理论计算位置，即球头4达到理论高度，理论计算位置是根据要求的接触速度进行计算的，例如要求接触速度为5m/s，则理论高度约为1.3m。

步骤四：释放电磁卡爪，球头4坠落下来，落于电池包6上。

步骤五：分析数据采集系统采集到的加速度信号，通过微积分，计算球头4与电池包6接触时的速度以及能量大小，在满足球头4与电池包6接触的一瞬间球头4的速度或能量达到一定数值的输入需求的情况下，观察分析电池的功能和结构。

其中，试验要求：在坠落的一瞬间要保持初始状态，即正向碰撞；保证接触的一瞬间，球头4的速度或能量达到一定数值；观察电池包6的接触面，检测电池的功能等，若功能正常，接触面无较大形变破裂。则判定试验有效合格。

利用本实用新型的电池球头坠落试验装置试验电池底部的电池球头坠落试验方法，参考图4-5，包括以下步骤：

步骤一：将电池包6安装到电池工装7上，其中电池包6中的电池(未示出)底部远离电池工装7，将电池包6中的电池底部朝上地和电池工装7一起放置于底座3的平台31上，通过将电池包6中的电池底部的位置与球头4的位置对应来将电池工装7固定安装到底座3的平台31上。

步骤二：将加速度传感器安装在球头4上，并将加速度传感器连接至数据采集系统。

步骤三：启动电机，通过电机控制电磁卡爪进而控制球头4，将球头4升至理论计算位置，即球头4达到理论高度，理论计算位置是根据要求的接触速度进行计算的，例如要求接触速度为5m/s，则理论高度约为1.3m。

步骤四：释放电磁卡爪，球头4坠落下来，落于电池包6上。

步骤五：分析数据采集系统采集到的加速度信号，通过微积分，计算球头4与电池包6接触时的速度以及能量大小，在满足球头4与电池包6接触的一瞬间球头4的速度或能量达到一定数值的输入需求的情况下，观察分析电池的功能和结构。

其中，试验要求：在坠落的一瞬间要保持初始状态，即正向碰撞；保证接触的一瞬间，球头4的速度或能量达到一定数值；观察电池包6的接触面，检测电池的功能等，若功能正常，接触面无较大形变破裂。则判定试验有效合格。

本实用新型的电池球头坠落试验装置可提供类似的试验要求，不仅满足电池的坠落试验，也可对其他材质的试验或相同试验条件进行试验。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。