1.本发明涉及新能源车的测试技术领域，尤其涉及一种适用于纯电动车的火灾模拟测试装置。
背景技术：2.新能源汽车在我国乃至全球范围内正处于大规模推广应用阶段，而纯电动汽车是新能源汽车的重要技术路线之一，其安全性至关重要。然而，纯电动汽车会发生自燃现象进而诱发火灾，加大了消费者的忧虑，对社会安全带来了不良影响。同时，由于纯电动汽车自燃事故具有无征兆、燃烧时间长、复燃次数多等特点，一旦发生事故会对消费者及民众的人身财产安全造成威胁，进一步阻碍了技术的进步与行业的发展。
3.另一方面，研究表明，来自路面异物的侵入或者磕碰会对位于纯电动汽车底部的电池系统外壳造成冲击和挤压，引起电池系统外壳的机械形变，进而使得电池系统内的电芯受到挤压力的作用导致变形，其内部隔膜应力分布不均发生破裂，电芯正负极直接接触发生内短路，导致短时间内释放大量热能发生热失控现象，最终由一节电芯扩展至整个电池系统，继而引发整车的自燃事故。
4.此外，纯电动汽车的自燃事故的研究具有诸多挑战，尤其是难以复现特性，使得相关测试方法、测试设备的研究难以进行。在现有技术中所检测到文献数量为零。究其原因，仍是因为事故诱因逻辑不清晰、试验方法不明确、试验危险性高以及试验成本高昂。因此，业界亟需建立纯电动汽车自燃复现试验台架与方法，填补研究领域的空白。
技术实现要素：5.针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种火灾模拟测试装置，能模拟实际纯电动车底部受到外物侵入或磕碰的情况，实现对电池系统磕碰诱发纯电动汽车自燃现象的复现，可以为纯电动车的电池系统及整车的热扩散防护设计提供技术指导。
6.具体地，本发明提出了一种火灾模拟测试装置，适用于纯电动汽车，包括：
7.测试电池系统，设置在所述纯电动车的底部；
8.挤压装置，设置在所述测试电池系统的下方；
9.监控系统，用于触发所述挤压装置实施挤压动作以使所述挤压装置向上挤压所述测试电池系统；所述监控系统能接收所述纯电动车和测试电池系统的状态信息。
10.根据本发明的一个实施例，火灾模拟测试装置还包括数据采集系统，设置在所述纯电动汽车上，所述数据采集系统用于采集所述纯电动车和测试电池系统的状态信息并发送到所述监控系统。
11.根据本发明的一个实施例，所述监控系统通过有线或无线方式连接所述挤压装置和数据采集系统。
12.根据本发明的一个实施例，所述数据采集系统包括设置在所述纯电动汽车和测试电池系统上的传感器，所述数据采集系统通过所述传感器获得所述测试电池系统的状态信
息，所述状态信息至少包括所述测试电池系统的电压、电流和温度信息。
13.根据本发明的一个实施例，所述监控系统向所述挤压装置发送挤压参数，所述挤压参数至少包括挤压方向和挤压力，所述挤压装置依照所述挤压参数实施挤压动作。
14.根据本发明的一个实施例，所述挤压装置包括挤压台固定底座、挤压运动调节装置和挤压工件，所述挤压台固定底座通过所述挤压运动调节装置向所述挤压工件提供挤压动力，所述挤压运动调节装置用于控制所述挤压工件的挤压方向和挤压力。
15.根据本发明的一个实施例，所述挤压工件可拆卸地固定在所述挤压运动调节装置上。
16.根据本发明的一个实施例，火灾模拟测试装置还包括液压升降装置，用于调节所述纯电动车的车身相对所述挤压力的倾斜角度，以使所述挤压运动调节装置能控制所述挤压工件在所述纯电动车的车身长度方向上，宽度方向上及高度方向上运动。
17.根据本发明的一个实施例，所述液压升降装置设置在所述纯电动车的每个轮胎的底部，用于提升一个或多个轮胎的高度位置。
18.根据本发明的一个实施例，所述挤压运动调节装置能控制所述挤压工件在所述纯电动车的车身长度方向上，宽度方向上及高度方向上运动。
19.根据本发明的一个实施例，所述挤压工件在所述纯电动车的车身长度方向上，宽度方向上及高度方向上运动的行程精度均不低于
±
0.3mm。
20.根据本发明的一个实施例，所述挤压工件的挤压速度的范围在0.1mm/s～100m/s之间，所述挤压速度的精度不低于0.1mm/s。
21.根据本发明的一个实施例，所述测试电池系统设置在所述纯电动汽车的前桥和后桥之间。
22.根据本发明的一个实施例，所述纯电动车的车身重量超过600kg，车身长度超过2900mm；所述测试电池系统的电池包的长度超过600mm，宽度超过400mm。
23.本发明提供的一种火灾模拟测试装置，能挤压模拟实际纯电动车底部受到外物侵入或磕碰的情况，实现对电池系统磕碰诱发纯电动汽车自燃现象的复现，可以为纯电动车的电池系统及整车的热扩散防护设计提供技术指导。
24.应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
25.包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
26.图1示出了本发明一个实施例的火灾模拟测试装置的结构示意图。
27.图2示出了本发明一个实施例的火灾模拟测试装置的挤压装置的结构示意图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.火灾模拟测试装置
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100
30.测试电池系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101
31.挤压装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102
32.监控系统
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103
33.测试台架
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104
34.下凹结构
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105
35.数据采集系统
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106
36.挤压台固定底座
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107
37.挤压运动调节装置
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108
38.挤压工件
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109
39.液压升降装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110
40.纯电动车
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200
具体实施方式
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
44.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
46.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
47.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
48.图1示出了本发明一个实施例的火灾模拟测试装置的结构示意图。如图所示，本发明提供了一种火灾模拟测试装置100，适用于纯电动汽车。火灾模拟测试装置100主要包括测试电池系统101、挤压装置102和监控系统103。
49.其中，测试电池系统101设置在纯电动车200的底部。测试电池系统101的电池包的下表面直接暴露在空气中，即在电池包的下表面无任何防护装置。
50.挤压装置102设置在测试电池系统101的下方。挤压装置102采用电液执行机构，用于向上挤压测试电池系统101的底部。
51.监控系统103用于触发挤压装置102实施挤压动作以使挤压装置102向上挤压测试电池系统101。同时，监控系统103能接收纯电动车200和测试电池系统101的状态信息。
52.在本实施例中，纯电动汽车布置在测试台架104上。测试台架104的中间位于测试电池系统101的下方设有下凹结构105。挤压装置102设置在测试台架104的下凹结构105中，便于挤压装置102向上挤压测试电池系统101。作为举例而非限制，还可以采用其它方式来布置火灾模拟测试装置100，以使挤压装置102设置在测试电池系统101的正下方。
53.较佳地，火灾模拟测试装置100还包括数据采集系统106。数据采集系统106设置在纯电动汽车上。数据采集系统106用于采集纯电动车200和测试电池系统101的状态信息并发送到监控系统103。
54.较佳地，监控系统103通过有线或无线方式连接挤压装置102和数据采集系统106。例如，监控系统103可以通过通讯连接线与数据采集系统106连接，获取数据采集系统106收集的纯电动车200和测试电池系统101的状态信息。监控系统103可以通过wifi方式连接挤压装置102，并向挤压装置102发送挤压动作指令。具体来说，监控系统103可以通过其上位机下达相应动作指令及相应各种物理参数至挤压装置102，以实现远程调节挤压动作相关参数的功能。同时监控系统103可以实时监控纯电动车200、测试电池系统101的运行状态及挤压装置102的运动状态。监控系统103对由测试电池系统101引发纯电动车200火灾蔓延与扩散现象进行量化分析与研究，为整车及电池系统的热扩散防护设计提供技术指导。
55.较佳地，数据采集系统106包括设置在纯电动汽车和测试电池系统101上的传感器(图未示)。数据采集系统106通过传感器采集测试电池系统101的状态信息。该状态信息至少包括测试电池系统101的电压、电流和温度信息。在火灾模拟测试过程中，传感器持续采集状态信息，并向监控系统103传送，以便于监控系统103能监测测试电池系统101在挤压模拟过程中及挤压之后的电压、电流和温度的变化。
56.较佳地，监控系统103向挤压装置102发送挤压参数。挤压参数用于表征模拟挤压
动作的特征属性，挤压参数至少包含挤压力。挤压装置102依照挤压参数实施挤压动作。进一步的，挤压参数还可以包括挤压速度和挤压时长，以完整实现模拟挤压动作。
57.图2示出了本发明一个实施例的火灾模拟测试装置100的挤压装置102的结构示意图。如图所示，挤压装置102包括挤压台固定底座107、挤压运动调节装置108和挤压工件109。挤压台固定底座107是动力源，挤压台固定底座107通过挤压运动调节装置108向挤压工件109提供挤压动力。根据挤压装置102接收从监控系统103发送的挤压参数，挤压运动调节装置108用于控制挤压工件109的挤压力，从而实现对测试电池系统101的挤压模拟操作。常规的，挤压运动调节装置108由电液执行机构构成，用于向挤压工件109提供一个垂直向上的挤压动力。
58.较佳地，火灾模拟测试装置100还包括液压升降装置110。液压升降装置110用于调节纯电动车200的车身相对挤压力的倾斜角度，以使挤压运动调节装置108能控制挤压工件109在纯电动车200的车身长度方向上，宽度方向上及高度方向上运动。容易理解的，当纯电动车200在平稳放置时，挤压装置102提供的挤压动力方向与纯电动车200的车身所在水平方向垂直。在火灾模拟测试实验中，可以通过液压升降装置110来调节纯电动车200的车身相对挤压力的倾斜角度，使挤压工件109以不同倾斜角度侵入测试电池系统101底部，以模拟纯电动车200以不同接近角发生底盘(电池)磕碰的情况。更佳地，液压升降装置110设置在纯电动车200的每个轮胎的底部，用于提升一个或多个轮胎的高度位置。具体来说，在每个轮胎底部设置一个液压升降装置110，这些液压升降装置110可以连接到监控系统103，由监控系统103来空置液压升降装置110，使纯电动车200达到与车身垂直方向的任一倾斜角度，例如前倾、后倾或侧倾等。作为举例而非限制，液压升降装置110还可以设置在车身底部的其它部位，以方便顶起纯电动车200的车身来调节垂直方向上的倾斜角度。
59.较佳地，由于前述的纯电动车200的车身相对挤压力的倾斜角度可调，使得挤压工件109能在纯电动车200的三轴方向上运动。纯电动车200的三轴方向是指车身长度方向(x轴)，宽度方向(y轴)及高度方向(z轴)。通过调节车身倾斜角度，使得挤压工件109具有在纯电动车200的三轴方向上的空间运动自由度。换言之，挤压工件109能够向上以任意倾斜角度挤压测试电池系统101，从而可以模拟纯电动车200以不同接近角发生底盘(电池)磕碰进而诱发火灾的情况。
60.较佳地，挤压工件109在纯电动车200的三轴方向上的行程精度均不低于
±
0.3mm。更佳地，挤压工件109的挤压速度的范围在0.1mm/s～100m/s之间，挤压速度的精度不低于0.1mm/s。容易理解的，监控系统103可以控制挤压装置102的挤压工件109以设定的倾斜角度、速度来挤压测试电池系统101，保证实现火灾模拟测试要求。
61.较佳地，挤压工件109可拆卸地固定在挤压运动调节装置108上，以方便更换不同大小形状的挤压工件109。挤压工件109可以通过凹槽或键连接配合方式刚性固定在挤压运动调节装置108的上部。
62.进一步的，挤压工件109由不锈钢材料制成。挤压工件109顶部的垂直截面呈圆形、楔形或其它任意凸起物的截面模拟形状，不同的挤压表面形状可以改变挤压工件109侵入测试电池系统101底部的方式，以模拟纯电动车200发生底盘(电池)磕碰的情况。挤压工件109具有耐压特性，能够承受最高超过100kn的挤压力。监控系统103可以通过挤压工件109的挤压方向、纯电动车200的重量、纯电动车200的模拟速度，由动量守恒定律进行换算获得
精确的挤压力f的数值。挤压力f的计算公式如下：
[0063][0064]
其中，f为挤压力的数值，m为纯电动车200的整车质量，v为纯电动车200的模拟速度，θ为挤压力方向与车身垂直方向的倾斜夹角。δt为挤压力f对测试电池系统101的作用时间，δt为工程经验值，一般由需要进行火灾模拟测试的厂家提供。
[0065]
较佳地，测试电池系统101设置在纯电动汽车的前桥和后桥之间。
[0066]
较佳地，纯电动车200的车身重量超过600kg，车身长度超过2900mm；测试电池系统101的电池包的长度超过600mm，宽度超过400mm。纯电动车200应当采用真实生产的车辆，包含低压电路、高压电气系统、座椅、仪表系统、灯光等真实的零部件。对于纯电动车200的重量和车身的要求使其能够模拟从微型车级别直至大型车级别，通过火灾模拟测试进而了解各种纯电动车200的火灾原因。同样的，测试电池系统101选用真实的可充放电的储能系统。其电芯为采用三元材料、磷酸铁锂等作为正极材料的锂离子电池，内部包括电池管理系统、高压安全件、冷却系统等真实的零部件。对于测试电池系统101的长度和宽度要求，使其满足从微小型车直至大型车级别的各种纯电动车200所配置的电池系统。
[0067]
本发明提供的一种适用于纯电动车的火灾模拟测试装置，采用底部挤压方式诱发测试电池系统热失控进而实现纯电动车整车级别的火灾模拟复现，结合独特的挤压触发方式，能够实现不同级别纯电动车辆、不同运动速度的底盘(电池)磕碰现象的模拟，为纯电动汽车由磕碰引起的火灾事故提供了试验研究依据，为整车及电池系统热防护设计提供了技术指导。
[0068]
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。