一种汽车BDU缓冲垫和导热垫的压缩率匹配方法与流程

本发明涉及新能源汽车高压配电盒，具体涉及一种汽车bdu缓冲垫和导热垫的压缩率匹配方法。

背景技术：

1、目前，随着新能源的不断发展，电动汽车作为新的环保型交通工具正在被积极推广和使用，以替代原有传统能源汽车。电池系统配电盒作为电动汽车电控的重要部件，也随之成为研究开发的热点。

2、bdu（battery disconnect unit）是电池包断路单元，专为电池包内部设计，也是高压配电盒的一种。随着新能源汽车快速充电技术的快速进步，对bdu的散热性能要求越来越高。快速充电的电流很大甚至能达到500a以上，大电流势必会使bdu内的继电器的快速发热并升高至很高温度，高温会影响到继电器的使用寿命；且快速充电过程中bdu的继电器频繁开合，由于bdu一般是安装固定在电池包壳体上，继电器开合时产生的噪音会通过bdu壳体传导电池包壳体，再由电池包壳体传导至驾驶舱内，影响用车体验。

3、因此汽车bdu需要针对散热和降噪进行优化设计，通过在bdu内加装导热垫来帮助继电器散热可以提升bdu散热降温的性能，导热垫一般安装在铜排与电池包壳体之间；通过在bdu外壳与电池包外壳之间安装缓冲垫可以削弱噪音的传递从而提升降噪效果。

4、车辆在行驶过程中电池包壳体上的震动会传导至bdu，由于缓冲垫具有弹性，震动会使bdu发生上下方向的轻微位移从而导致bdu与电池包壳体之间距离发生变化，为避免导热垫脱离铜排或电池包壳体，就需要导热垫也具有一定的弹性，且在装配bdu的时候需要将缓冲垫和导热垫压缩至合适的压缩率，才能保证bdu发生位移时导热垫始终与铜排和电池包壳体可靠接触。

5、目前并没有现成的经验用来帮助确定缓冲垫和导热垫的压缩率，导致bdu装配的难度较大。

技术实现思路

1、基于上述表述，本发明提供了一种汽车bdu缓冲垫和导热垫的压缩率匹配方法，用以确定缓冲垫和导热垫的压缩率，降低bdu装配的难度。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种汽车bdu缓冲垫和导热垫的压缩率匹配方法，包括以下步骤：

4、s1、在建模软件中对bdu建模，完成钢套、缓冲垫和导热垫的安装；

5、s2、通过压缩实验分别得到缓冲垫和导热垫在不同压缩率下对应的压缩应力以及回弹率；

6、s3、预设缓冲垫的压缩率，得到缓冲垫在此压缩率下的应力，进而计算出导热垫的压缩率和原始厚度；

7、s4、计算缓冲垫和导热垫的尺寸链，得到bdu装配的尺寸链数据；

8、s5、将尺寸链数据导入到仿真软件中，对导热垫进行机械冲击仿真实验，得到导热垫的动态压缩率，判断导热垫的动态压缩率是否在允许范围内，并据此判断s3步骤中预设的缓冲垫压缩率是否合适，若合适则证明缓冲垫和导热垫的压缩率均符合要求，若不合适则对s3步骤中的缓冲垫压缩率进行调节并重复s3-s5步骤，直至缓冲垫和导热垫的压缩率均符合要求。

9、作为优选方案：s1步骤中在导热铜排与电池包下壳体的水冷板之间安装导热垫，导热垫为导热系数良好的硅胶，导热垫也能起到减震降噪的作用，导热垫与导热铜排粘接固定，导热铜排使用内凹冲压对称结构，导热铜排的内凹高度必须高于装配完成后螺栓的上表面；在bdu的底壳侧部嵌入具有弹性的缓冲垫，缓冲垫的外壁中部带有环形的凹缺部，在bdu底壳上设置有半环形的卡接部，卡接部进入到缓冲垫的凹缺部内，缓冲垫的底部与电池包下壳体接触；将钢套插装到缓冲垫内部，钢套与缓冲垫过盈配合，钢套的上边缘压住缓冲垫的顶部，在电池包下壳体上并位于钢套的正下方设置有用于供螺栓旋入的螺纹孔；在钢套内穿入螺栓，钢套与缓冲垫的压接面大于缓冲垫与bdu底壳的压接面；将螺栓拧入螺纹孔内，完成bdu的组装，组装完成后缓冲垫导热垫均处于压缩状态。

10、作为优选方案，s3步骤中：

11、（1）预设缓冲垫压缩率，得出缓冲垫在此压缩率下的应力σ1；

12、（2）导热垫所受的应力σ2=f2/s2，f2=n*f0+g-n*f1；式中g为bdu自身重力，s2为导热垫的压合截面积，n为缓冲垫的个数也是螺栓的个数；f0为螺栓预紧力，f0=t/kd，k为拧紧力矩系数，d为螺栓直径，t为螺栓的拧紧力矩；f1为缓冲垫压缩力，f1=σ1*s1，s1为缓冲垫的压合截面积，缓冲垫压缩率ε1=△l/l，△l是缓冲垫压缩量，l是缓冲垫的原始高度；得出缓冲垫在此压缩率下的应力σ1；

13、（3）通过计算所得的导热垫应力σ2得出导热垫在此应力下的压缩率ε2，此压缩率为导热垫的静态最大压缩率；导热垫的最小厚度hmin=△a/εmax,△a是公差，εmax是导热垫最大压缩率，导热垫的厚度必须h≥hmin，h取整即为导热垫原始厚度。

14、作为优选方案：s5步骤中，在仿真软件中赋予缓冲垫与导热垫在s2步骤中得到的材料特性，通过机械冲击仿真得到导热垫的动态压缩率和最小动态压缩率，若最大动态压缩率≤εmax，且最小动态压缩率>0，或出现导热垫最小动态压缩率≤0的冲击时间很短，说明导热垫的压缩率和缓冲垫的压缩率是符合要求的；若出现导热垫的最大动态压缩率>εmax或是最小动态压缩率长时间小于0的情况，则调整缓冲垫的压缩率，再进行机械冲击仿真测试，若导热垫的动态压缩率符合要求，则调整后的缓冲垫压缩率符合要求，缓冲垫的压缩率与螺栓的力矩对应，装配bdu时旋拧螺栓至对应力矩，此时缓冲垫的压缩率为所需压缩率。

15、作为优选方案：s5步骤后还对bdu做整车充放电温升试验和nvh试验，以验证bdu的散热和降噪效果，即分别对有导热垫和无导热垫的bdu进行整车充放电温升测试，检测各个温度采样点位的温度数据，对比各个温度采样点有导热垫和无导热垫的温升，从而判断bdu的散热效果；分别对有缓冲垫且有导热垫的bdu以及对无缓冲垫且无导热垫的bdu进行整车nvh测试，在不同的距离下前后左右四个方向采集该两种bdu的继电器在吸合和断开时的噪音分贝值，对比相同距离、相同方向下两种bdu的噪音分贝值，从而判断降噪效果。

16、作为优选方案：进行机械冲击仿真前，预设几种典型路面，每种路面对应的机械冲击强度、冲击频率进行标定，柏油路面的机械冲击强度为q1、冲击频率为p1；水泥路面的机械冲击强度为q2、冲击频率为p2；沙土路面的冲击强度为q3、冲击频率为p3；碎石路面的冲击强度为q4、冲击频率为p4；综合路况包括综合冲击强度q和综合冲击频率p；其中，综合冲击强度q=j1*q1+j2*q2+j3*q3+j4*q4，综合冲击频率p=w(j1*p1+j2*p2+j3*p3+j4*p4)，式中j1、j2、j3、j4分别为权重系数，计算时j1、j2、j3、j4随机取值且满足j1+j2+j3+j4=1；w为计算系数，w的值与平均车速对应，计算时根据车辆的推荐平均车速获取w的值；通过上述计算可以获得q值和p值；在进行机械冲击仿真试验时以q为基准生成幅度上下波动而频率为f的波动信号，根据该波动信号的变化规律向仿真软件中输入振动参数，从而完成机械冲击试验，在冲击试验中判断导热垫的动态压缩率是否符合要求。

17、与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：

18、本技术可以作为一套可参考的计算验证依据，用来帮助确定bdu的缓冲垫和导热垫的压缩率，大幅降低bdu组装时的难度。