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电池模组螺栓最佳扭矩测定方法及装置

阅读:276发布:2023-01-16

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1.一种电池模组螺栓最佳扭矩测定方法,其特征在于,电池模组配置有多个铜排,且在所述铜排之间通过螺栓连接,其中所述电池模组铜排螺栓扭矩测定方法包括:
为电池模组上电,并在所述电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻
根据预配置的电阻扭矩关系确定与所述安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中所述电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系;
基于所述目标螺栓扭矩,确定所述电池模组的最佳螺栓扭矩。
2.根据权利要求1所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,其特征在于,所述检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻包括:
获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量;
统计所述第一铜排从所述预设温度上升至所述安全上限温度所需要的温升时间,并检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时流经所述第一铜排的极限电流值;以及根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻。
3.根据权利要求2所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,其特征在于,在所述根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻之后,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法还包括:
基于示波器检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时所述第一铜排与所述相邻铜排之间的铜排间电压值;
根据所述铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;
根据所述校验接触电阻值,对经计算所得的所述安全接触电阻进行验证。
4.根据权利要求1所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,其特征在于,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法还包括针对所述电阻扭矩关系的关系建立步骤,其中所述关系建立步骤包括:
对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一所述铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度;
对所测试的所述各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建所述电阻扭矩关系。
5.根据权利要求4所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,其特征在于,所述对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩包括:
检测不同的所述铜排组合所分别对应的螺栓受和力矩距离;
根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算各组螺栓扭矩。
6.一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,其特征在于,电池模组配置有多个铜排,且在所述铜排之间通过螺栓连接,其中所述电池模组铜排螺栓扭矩测定装置包括:
安全接触电阻检测单元,用于为电池模组上电,并在所述电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻;
目标螺栓扭矩确定单元,用于根据预配置的电阻扭矩关系确定与所述安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中所述电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系;
最佳螺栓扭矩确定单元,用于基于所述目标螺栓扭矩,确定所述电池模组的最佳螺栓扭矩。
7.根据权利要求6所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,其特征在于,所述安全接触电阻检测单元包括:
安全吸热总量获取模,用于获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量;
极限电流值检测模块,用于统计所述第一铜排从所述预设温度上升至所述安全上限温度所需要的温升时间,并检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时流经所述第一铜排的极限电流值;以及
安全接触电阻计算模块,用于根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻。
8.根据权利要求7所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,其特征在于,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括电阻验证单元,其中所述电阻验证单元包括:
电压检测模块,用于基于示波器检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时所述第一铜排与所述相邻铜排之间的铜排间电压值;
校验电阻值计算模块,用于根据所述铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;
电阻值验证模块,用于根据所述校验接触电阻值,对经计算所得的所述安全接触电阻进行验证。
9.根据权利要求6所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,其特征在于,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括关系建立单元,其中所述关系建立单元包括:
测试模块,用于对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一所述铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度;
拟合模块,用于对所测试的所述各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建所述电阻扭矩关系。
10.根据权利要求9所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,其特征在于,所述测试模块用于检测不同的所述铜排组合所分别对应的螺栓受力和力矩距离,以及,根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算所述各组螺栓扭矩。

说明书全文

电池模组螺栓最佳扭矩测定方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆电池包技术领域,特别涉及一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法及装置。

背景技术

[0002] 在电动汽车中,电池包是由电池模组构成的,而电池模组通过将铜排利用铜排螺栓连接而成的;当铜排的连接出现松动时铜排间的接触电阻就会增大,根据焦定律Q=I2Rt,电阻的增大在同等时间、同等电流的条件下必然会导致铜排发热量的增加,严重时可能导致铜排熔断,造成严重后果。导致铜排螺栓松动的原因大致有两点:第一,在生产的过程中,由于机器故障造成螺母旋不紧;第二,在行车过程中遇到颠簸路面也会造成螺栓松动。而动电池的工作电流最大能达到直流300A以上,如果铜排螺栓出现松动会导致连接电阻增加,使得发热量增加,导致铜排加速化电阻进一步增大的恶性循环,长此以往会导致动力电池性能下降,铜排熔断造成供电系统瘫痪,严重时可导致车体自燃严重危及乘客人身安全。
[0003] 在生产过程中,铜排螺栓的扭矩既不能太大,也不能过小。如果扭矩过大会造成螺栓负荷太大导致螺栓断裂,设备负荷大而加速老化;如果扭矩太小,在行车的过程中又容易造成螺栓松动,导致接触电阻增大产热增加造成严重后果。
[0004] 有鉴于此,如何确定铜排螺栓的扭矩,以保证动力电池的使用可靠性和驾驶人员的人身安全是目前业界亟待解决的技术难题。

发明内容

[0005] 有鉴于此,本发明旨在提出一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,以通过接触电阻与螺栓扭矩之间的关系来确定最佳螺栓扭矩,使得所得到的最佳螺栓扭矩能够保证动力电池的使用可靠性和驾驶人员的人身安全。
[0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0007] 一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,电池模组配置有多个铜排,且在所述铜排之间通过螺栓连接,其中所述电池模组铜排螺栓扭矩测定方法包括:为电池模组上电,并在所述电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻;根据预配置的电阻扭矩关系确定与所述安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中所述电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系;基于所述目标螺栓扭矩,确定所述电池模组的最佳螺栓扭矩。
[0008] 进一步的,所述检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻包括:获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量;统计所述第一铜排从所述预设温度上升至所述安全上限温度所需要的温升时间,并检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时流经所述第一铜排的极限电流值;以及根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻。
[0009] 进一步的,在所述根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻之后,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法还包括:基于示波器检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时所述第一铜排与所述相邻铜排之间的铜排间电压值;根据所述铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;根据所述校验接触电阻值,对经计算所得的所述安全接触电阻进行验证。
[0010] 进一步的,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法还包括针对所述电阻扭矩关系的关系建立步骤,其中所述关系建立步骤包括:对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一所述铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度;对所测试的所述各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建所述电阻扭矩关系。
[0011] 进一步的,所述对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩包括:检测不同的所述铜排组合所分别对应的螺栓受力和力矩距离;根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算各组螺栓扭矩。
[0012] 相对于现有技术,本发明所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法具有以下优势:
[0013] 本发明所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法中应用了预配置的在接触电阻与螺栓扭矩之间所存在的电阻扭矩关系,并据此找到与铜排处于极限温度状态下的安全接触电阻相对应的目标螺栓扭矩,使得利用该目标螺栓电阻所确定的最佳螺栓扭矩不会出现扭矩过大而螺栓断裂和扭矩过小而螺栓松动的危险工况,保障了乘客的人身安全。
[0014] 本发明的另一目的在于提出一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,通过接触电阻与螺栓扭矩之间的关系来确定最佳螺栓扭矩,使得所得到的最佳螺栓扭矩能够保证动力电池的使用可靠性和驾驶人员的人身安全。
[0015] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0016] 一种电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置,电池模组配置有多个铜排,且在所述铜排之间通过螺栓连接,其中所述电池模组铜排螺栓扭矩测定装置包括:安全接触电阻检测单元,用于为电池模组上电,并在所述电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻;目标螺栓扭矩确定单元,用于根据预配置的电阻扭矩关系确定与所述安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中所述电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系;最佳螺栓扭矩确定单元,用于基于所述目标螺栓扭矩,确定所述电池模组的最佳螺栓扭矩。
[0017] 进一步的,所述安全接触电阻检测单元包括:安全吸热总量获取模,用于获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量;极限电流值检测模块,用于统计所述第一铜排从所述预设温度上升至所述安全上限温度所需要的温升时间,并检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时流经所述第一铜排的极限电流值;以及安全接触电阻计算模块,用于根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻。
[0018] 进一步的,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括电阻验证单元,其中所述电阻验证单元包括:电压检测模块,用于基于示波器检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时所述第一铜排与所述相邻铜排之间的铜排间电压值;校验电阻值计算模块,用于根据所述铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;电阻值验证模块,用于根据所述校验接触电阻值,对经计算所得的所述安全接触电阻进行验证。
[0019] 进一步的,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括关系建立单元,其中所述关系建立单元包括:测试模块,用于对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一所述铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度;拟合模块,用于对所测试的所述各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建所述电阻扭矩关系。
[0020] 进一步的,所述测试模块用于检测不同的所述铜排组合所分别对应的螺栓受力和力矩距离,以及,根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算所述各组螺栓扭矩。
[0021] 所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置与上述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
[0022] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明
[0023] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024] 图1为应用本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法的电池模组的架构示意图;
[0025] 图2为本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法的流程图
[0026] 图3为本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法中用于检测安全接触电阻的流程图;
[0027] 图4为本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法中针对电阻扭矩关系的关系建立步骤的流程图;
[0028] 图5为应用示波器检测的方式来确定铜排间的接触电阻的架构示意图;
[0029] 图6为本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法的执行原理流程图;
[0030] 图7为本发明实施方式所述的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置的结构框图
[0031] 附图标记说明:
[0032] 701   安全接触电阻检测单元    702   目标螺栓扭矩确定单元
[0033] 703   最佳螺栓扭矩确定单元    704   电阻验证单元
[0034] 705   关系建立单元
[0035] 70    电池模组铜排螺栓扭矩测定装置

具体实施方式

[0036] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0037] 下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
[0038] 如图1,其示出了电池模组的示例性架构,其中电池模组包括多个铜排,并且铜排与铜排之间可以是通过螺栓连接固定,在电池模组工作时,电流会从其中一个铜排流向另外一个铜排;由于不同铜排之间是螺栓固定,即非一体成型的,导致电流在通过螺栓到达不同的铜排时会存在接触电阻。
[0039] 如图2,其示出了本发明一实施例的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法,包括:
[0040] S21、为电池模组上电,并在电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻。
[0041] 可以理解的是,在电池模组上电之后,由于电流效应会使得铜排产热升温,并会到达安全上限温度,且其上电过程能够模拟电池模组的运行工况。其中,安全上限温度是表示铜排能够达到的最大温度,其可以是根据专家经验或实验数据而设定的,例如可以根据铜的特性,当铜排超过安全上限温度时,会造成铜排加速氧化,而对动力电池模组造成危害。因此,对于安全上限温度的取值,其可以是根据铜排特性而发生变化,故在此对其取值应不加限制。
[0042] 关于安全接触电阻的检测方式,在此也应不加限制,例如其可以是通过现有的或于本文中后续所提出的新的检测方式来进行的,且都属于本发明的保护范围内。另外,第一铜排并不但可以表示在电池模组中特定或指定的一个或多个铜排,其还可以是表示在电池模组中任意或随机的一个或多个铜排,在此对其应不加限制。
[0043] S22、根据预配置的电阻扭矩关系确定与安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系。
[0044] 关于电阻扭矩关系,其可以是通过专家经验或实验数据而预先设定的,在此应不加以限制。因此,可以是通过预先设置的电阻扭矩关系就能确定与所检测的安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,操作方便可靠。
[0045] S23、基于目标螺栓扭矩,确定电池模组的最佳螺栓扭矩。
[0046] 其中,可以是直接将目标螺栓扭矩确定为最佳螺栓扭矩,另外,还可以是将目标螺栓扭矩通过误差校准补偿(例如应用预配置的误差补偿系数),从而确定出最佳螺栓扭矩。
[0047] 需说明的是,在本申请发明人在实践本申请的过程中发现:铜排之间的接触电阻与螺栓扭矩之间是存在一定关系的,例如螺栓扭矩太小(行车时会造成螺栓松动)会导致接触电阻增大;相应地,在本发明实施例中应用了预配置的在接触电阻与螺栓扭矩之间的电阻扭矩关系,就能够找到与铜排处于极限温度状态下的安全接触电阻相对应的目标螺栓扭矩,进而保障了利用该目标螺栓电阻所确定的最佳螺栓扭矩不会出现扭矩过大而螺栓断裂和扭矩过小而螺栓松动的危险工况,保障了乘客的人身安全。
[0048] 另外,由于铜排通过螺栓的连接属于金属连接,其间的接触电阻非常小,而使用万用表已经不能测出铜排间的接触电阻了,因此,本发明实施例还提出了可以是通过如图3所示的流程来检测安全接触电阻:
[0049] S31、获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量。
[0050] 其中,该预设温度可以是指代电池模组在非工作状态下的温度值,例如室内温度或室外温度等。另外,关于安全吸热总量的获取方式,其可以通过物体质量热量计算公式Q0=C铜MΔT来得到,因此在已知铜的比热容C铜和两块铜排的质量M的情况下,直接代入ΔT就能够求出对应的安全吸热总量Q0。
[0051] S32、统计第一铜排从预设温度上升至安全上限温度所需要的温升时间,并检测在第一铜排处于安全上限温度时流经第一铜排的极限电流值。
[0052] 示例性地,可以是在电池模组上电之后,通过秒表计量第一铜排从预设温度上升至安全上限温度所对应的温升时间;然后,还可以是通过与第一铜排串联的电流计来检测极限电流值。
[0053] S33、根据安全吸热总量、温升时间和极限电流值,计算安全接触电阻。
[0054] 其中,可以是利用电阻热量计算公式Q1=I2Rt来计算对应的安全接触电阻,因为在理想状态下,电流发热所产生的热量均会被铜排所吸收,所以可以是利用Q0来确定Q1;进而,在电阻热量计算公式中的Q1、极限电流值I和温升时间都已知的情况下,能够直接求出对应的安全接触电阻R。
[0055] 如上文所描述的,虽然不能够利用万用表检测出铜排之间的电阻,但是可以是通过示波器来检测铜排之间的微弱的电压变化,并以此来确定接触电阻。作为进一步的公开和优化,本实施例还可以是,如图5所示,利用示波器方式所确定的接触电阻来对热量计算方式所确定的接触电阻进行校准验证。具体的,可以是基于示波器检测在第一铜排处于安全上限温度时第一铜排与相邻铜排之间的铜排间电压值;然后,根据铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;之后,根据校验接触电阻值,对经计算所得的安全接触电阻进行验证。示例性地,可以是当安全接触电阻与校验接触电阻值之间的差值在预设阈值范围内时,才确定该所确定的安全接触电阻是真实有效的,提高了所确定的安全接触电阻的可靠性。
[0056] 如图4所示,本发明一实施例的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法中针对电阻扭矩关系的关系建立步骤,包括:
[0057] S41、对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度。
[0058] 其中,铜排组合可以是表示两个铜排通过螺栓进行连接的组合;另外,多个铜排组合可以是表示在实验测试阶段,将电池模组中对铜排与铜排之间的松紧程度进行调节设置,例如虽然在同一个电池模组中,但可以具有分别表示多个松紧程度的多个铜排组合。
[0059] 其中,针对接触电阻的测试过程,可以是参照本文其他所述方式的相关描述;另外,针对螺栓扭矩的测试过程可以是通过以下方式来实现的:首先,检测不同的铜排组合所分别对应的螺栓受力和力矩距离;然后,根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算各组接触电阻和螺栓扭矩。示例性,可以测量或实验得到螺栓受力F和力矩距离L,然后通过扭矩计算公式(T=F*L)得到相应的螺栓扭矩。
[0060] S42、对所测试的各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建电阻扭矩关系。
[0061] 其中,可以是利用计算机matlab曲线拟合功能来完成上述的数据拟合过程,从而确定扭矩和铜排间接触电阻的关系。
[0062] 可以理解的是,当螺栓越松动时,螺栓扭矩就越小,相应地接触电阻也就越大。在本实施例中,还可以是要求获得数量足够多的接触电阻和螺栓扭矩组合,从而保障所构建的电阻扭矩关系的可靠性。
[0063] 在本发明实施例中,提出了铜排螺栓最佳扭矩测定方法,该方法基于接触电阻和螺栓扭矩之间关系的检测方法,当螺栓扭矩变化时接触电阻也会随之变化。并且,依据温度的变化确定接触电阻的变化,从而得出温度变化和接触电阻之间的关系,由此代入关系式计算最佳扭矩。
[0064] 进一步地,还基于热量的质量发热计算公式和电阻发热计算公式来利用温度差变化确定铜排间接触电阻的变化。
[0065] 进一步地,还将多组实验所得的铜排螺栓扭矩和接触电阻的数值,再将多组实验值代入最佳铜排螺栓扭矩计算公式求解,更加提高了结果精确度。
[0066] 进一步地,还利用了示波器测得小电压从而计算出小电阻电阻数值。
[0067] 在本发明实施例中,提出了铜排螺栓最佳扭矩的确定方法,可以是通过实验分析接触电阻和扭矩之间的关系来确定最佳的螺栓扭矩。
[0068] 如图5所示出的是应用本发明技术方案的铜排螺栓的结构示例,设螺栓所在的环境温度为T0,由于铜排螺接的接触电阻所造成的温升为ΔT,人为规定的铜排所能达到的最大温度为T(根据铜的特性,当铜排超过该温度时,会造成铜排加速氧化,会对动力电池模组造成危害),流过铜排的极限电流为I(此电流为行车过程中所能遇到的最大电流),铜排从环境温度升高到极限温度所吸收的热量为Q0,R为铜排间的接触电阻,M为两块铜排以及螺栓的重量。即有ΔT=T-T0,铜排达到的极限温度是环境温度和电流流过铜排由于接触电阻产生的热量的和,铜排温度越高散热越快,当铜排产生的温度和散出的温度相等时即达到极限温度,根据公式Q0=C铜M(T-T0),可以得出升高ΔT度铜排所吸收的热量Q0,又铜排升温所吸收的热量是电流产生的热量,即Q0=I2Rt,经过公式变换R=Q0/I2t,带入公式Q=C铜M(T2-T1)可得R=(C铜MΔT)/I2t本式中C铜/M/ΔT/I/t均可测出或计算出,所以可以确定出极限情况下的接触电阻R,又因为接触电阻R与螺栓的松紧程度成反比,即螺栓越紧电阻越小,此关系式可通过曲线拟合功能得出。根据得出的接触电阻值即可测量出此时螺栓扭紧所受的力,此力可通过实验测得,再根据扭矩T=F*L,即可算出此时螺栓所受到的扭矩T。
[0069] 如图6所示,其示出了本发明实施例的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法的原理流程,包括:
[0070] 1)获取温度。
[0071] 通过前端采集装置确定当前的环境温度T0,查阅相关资料确定动力电池所能承受的极限温度T。极限温度T和环境温度T0之间的差值记为ΔT。
[0072] 2)计算接触电阻。
[0073] 利用比热容公式Q=C铜MΔT,即可算出升高ΔT度吸收的热量Q0,当温度升高到极限温度时温度不再上升,记此时时刻为t1,即电流产生的热量和铜排散出的热量Q1相等。铜排吸收的总热量为Q0,故有C铜M(T-T0)=I2Rt1,整理可得R=C铜M(T-T0)/I2t1,本式中,C铜为铜的比热容,可通过查阅资料得到;温度值T、T0可通过实时测量得到;极限电流可通过电流表测得;时刻t1可通过秒表计时。即本公式所有变量就可得,所以极限条件下的接触电阻R即可求得。
[0074] 3)验证接触电阻。
[0075] 由于铜排间的接触电阻非常小,所以利用万用表已经不能测出铜排间的接触电阻了,而示波器可以测量出非常小的压降,再除以此时的电流即可算得此时得接触电阻。当温度不在上升时,在铜排两侧并联一个示波器,如图一所示,测量此时两个铜排之间的电压,用此电压除以此时铜排中流过的电流得到此时的接触电阻R1。若R1与实验得出的接触电阻R相等,即可通过验证。
[0076] 4)计算螺栓扭矩。
[0077] 扭矩可根据实验得出,准备若干铜排螺栓分别编号1,2,3……,调节铜排螺栓的松紧程度,按照由松到的紧程度依次排列,依次测出不同螺栓铜排间的接触电阻和螺栓的扭矩,尽可能多的测得这些数据,将数据输入到MATLAB软件中,利用曲线拟合功能得出扭矩T和接触电阻R之间的关系曲线和关系式。利用此关系式即可根据极限接触电阻R算出此时的最适合扭矩T。
[0078] 本发明实施例中,能够应用相对简单的结构,较为方便地实现对螺栓最佳扭矩的实验与确定,所确定的最佳扭矩既不会过大对螺栓造成伤害也不会由于螺栓过松导致在行车中松动;并且,本实施例中所涉及到的物理量均可轻松获得,且不需要繁琐的求证过程;另外,可以是利用MATLAB曲线拟合功能得出螺栓扭矩和铜排间的接触电阻,只要实验数据足够拟合出的曲线可无限接近于真实值,对于结果的计算可以提供强有力的支撑
[0079] 如图7,其示出了本发明一实施例的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置的结构示例,电池模组配置有多个铜排,且在铜排之间通过螺栓连接,其中电池模组铜排螺栓扭矩测定装置70包括:安全接触电阻检测单元701,用于为电池模组上电,并在所述电池模组中的第一铜排的温度上升至预设的安全上限温度时,检测所述第一铜排相对于相邻铜排的安全接触电阻;目标螺栓扭矩确定单元702,用于根据预配置的电阻扭矩关系确定与所述安全接触电阻相匹配的目标螺栓扭矩,其中所述电阻扭矩关系用于指示不同的接触电阻与螺栓扭矩之间的关系;最佳螺栓扭矩确定单元703,用于基于所述目标螺栓扭矩,确定所述电池模组的最佳螺栓扭矩。
[0080] 在一些实施方式中,所述安全接触电阻检测单元701包括:安全吸热总量获取模块(未示出),用于获取铜排从预设温度升高至安全上限温度所对应的安全吸热总量;极限电流值检测模块(未示出),用于统计所述第一铜排从所述预设温度上升至所述安全上限温度所需要的温升时间,并检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时流经所述第一铜排的极限电流值;以及,安全接触电阻计算模块(未示出),用于根据所述安全吸热总量、所述温升时间和所述极限电流值,计算所述安全接触电阻。
[0081] 在一些实施方式中,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括电阻验证单元704,其中所述电阻验证单元704包括:电压检测模块(未示出),用于基于示波器检测在所述第一铜排处于所述安全上限温度时所述第一铜排与所述相邻铜排之间的铜排间电压值;校验电阻值计算模块(未示出),用于根据所述铜排间电压值和所述极限电流值,计算相应的校验接触电阻值;电阻值验证模块(未示出),用于根据所述校验接触电阻值,对经计算所得的所述安全接触电阻进行验证。
[0082] 在一些实施方式中,所述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置还包括关系建立单元705,其中所述关系建立单元705包括:测试模块(未示出),用于对多个铜排组合进行测试,以得出相对应的各组接触电阻和螺栓扭矩,其中每一所述铜排组合用于指示不同的螺栓松紧程度;拟合模块(未示出),用于对所测试的所述各组接触电阻和螺栓扭矩进行数据拟合,以构建所述电阻扭矩关系。
[0083] 在一些实施方式中,所述测试模块(未示出)用于检测不同的所述铜排组合所分别对应的螺栓受力和力矩距离,以及,根据所检测的螺栓受力和力矩距离,计算所述各组螺栓扭矩。
[0084] 关于本发明实施例的电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定装置更多的细节,可以参照上文针对电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法的描述,并能够取得与上述电池模组铜排螺栓最佳扭矩测定方法相同或相应的技术效果,故在此不再赘述。
[0085] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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