一种仿音箱型动力电池包的箱体防护结构及其控制方法
本发明属于动力电池包，涉及一种仿音箱型动力电池包的箱体防护结构及其控制方法。
背景技术：
1、在全球环保意识日益增强的当下，各国政府积极推行产业、补贴及环保等政策，促使消费者的购车倾向发生转变，环保节能的新能源汽车越来越受欢迎。然而，出行安全始终是大众关注的核心议题。新能源汽车的动力电池包安全至关重要，其整体结构安全面临诸多挑战，尤其是碰撞带来的影响不容忽视。
2、新能源汽车动力电池包的安全包括整体结构安全，而且碰撞对动力电池包的安全有着较大影响，在发生碰撞后，处于汽车底部的动力电池包一旦发生局部泄漏进而引发火灾时将难以控制，所以动力电池包的控制策略能对安全起到重要作用。
3、因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种仿音箱型动力电池包箱体防护结构及其控制方法，同时具有动力电池包箱体防护结构和动力电池包防护控制方法，解决现有的技术问题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现：
3、一种仿音箱型动力电池包的箱体防护结构，包括放置动力电池包的箱体，沿动力电池包长度方向两侧的箱体具有定位板，所述定位板的外侧设置有主动防撞板，所述主动防撞板的一端与汽车底盘铰接，所述主动防撞板的另一端与定位板之间设置有交叉式吸能组件，所述交叉式吸能组件在主动防撞板受到撞击后能使主动防撞板向外弹出；所述主动防撞板的外侧设置有传感器模块和环形气囊；
4、所述动力电池包下方设置有对置式鼎型点阵防护装置，所述对置式鼎型点阵防护装置包括防护上板和防护下板，所述防护上板和防护下板的两端分别与对应的定位板的凹型槽间隙配合，所述防护上板和防护下板之间设置有若干鼎型点阵芯子，所述鼎型点阵芯子呈对置式夹在防护上板与防护下板之间，所述鼎型点阵芯子的中心轴线处设置有减震弹簧。
5、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述主动防撞板包括正弦型板面、回弹式转动轴和卷曲弹簧，所述回弹式转动轴与汽车底盘铰接并沿动力电池包水平轴线上布置，所述卷曲弹簧设置于回弹式转动轴内部；所述正弦型板面以动力电池包的水平轴线对称分布，且可绕回弹式转动轴转动；
6、所述环形气囊设置于正弦型板面远离动力电池包一侧的波谷区域，所述环形气囊与主动防撞板上的传感器模块连接。
7、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述交叉式吸能组件设置于定位板远离动力电池包的一侧，且与主动防撞板靠近定位板的波谷区域之间；所述交叉式吸能组件包括上定位块和下定位块，所述上定位块与主动防撞板固定连接，所述下定位块与定位板固定连接，所述上定位块和下定位块上均具有铰接的旋转扣；
8、所述上定位块与下定位块之间铰接有一对旋转摇臂结构，所述旋转摇臂结构沿着上定位块和下定位块的轴线对称布置；所述旋转摇臂结构包括上摇臂和下摇臂，所述上摇臂和下摇臂的一端铰接，所述上摇臂的另一端铰接至上定位块的旋转扣上，所述下摇臂的另一端铰接至下定位块的旋转扣上；
9、所述旋转摇臂结构之间设置有交叉型分布的吸能弹簧，所述吸能弹簧倾斜分布且其上端与一侧的上摇臂连接、其下端与另一侧的下摇臂连接。
10、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述定位板下端靠近动力电池包一侧设置凹型槽一与凹型槽二，所述凹型槽一与凹型槽二在定位板上沿动力电池包长度方向呈线性阵列分布，所述凹型槽一内部设置弹片；
11、所述防护上板沿动力电池包长度方向的两侧设置牛脚，所述牛脚伸入定位板的凹型槽一内，所述牛脚呈线性阵列分布，其位置尺寸与所述凹型槽一间隙配合；
12、所述防护下板沿动力电池包长度方向的两侧设置限位块，所述限位块伸入定位板的凹型槽二内，所述限位块呈线性阵列分布，其位置尺寸与所述凹型槽二间隙配合。
13、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述箱体内设置有与传感器模块联动的伸缩执行器，所述伸缩执行器能调整动力电池包在两块定位板之间的位置，使动力电池包远离发生碰撞一侧。
14、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述防护上板靠近动力电池包一侧设置半圆形导轨，所述半圆形导轨设置于动力电池包沿垂直于长度方向延伸布置；所述传感器模块驱动伸缩执行器使动力电池包沿半圆形导轨左右滑动。
15、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述定位板与主动防撞板之间设置有与传感器模块联动的感应拉扣装置，所述感应拉扣装置根据其上卡扣与t型锁件的变动状态启动主动防撞板、交叉式吸能组件和环形气囊。
16、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述感应拉扣装置包括外壳、卡扣、t型锁件、弹簧和执行块，所述外壳与定位板的远离动力电池包一侧固定连接，所述t型锁件设置于主动防撞板靠近定位板的一侧并与主动防撞板固定连接；所述卡扣的数量为两个，且呈“x”形分布，两个卡扣的中部均铰接在外壳上，两个卡扣的前端具有向一侧凸出的卡接部，所述t型锁件上具有供卡接部插入的卡槽；
17、所述弹簧和执行块分别设置在两个卡扣交错形成的对向区域内，所述弹簧的两端分别与两个卡扣固定连接；所述执行块能前后移动并与所述弹簧配合，使两个卡扣与t型锁件扣合或松开。
18、一种仿音箱型动力电池包的箱体防护控制方法，采用上述箱体防护结构，为动力电池包提供底边防护和侧边防护；包括如下步骤：
19、s1：设定的安全距离为s1与s2，实时监测箱体的运行状态；
20、s2：当箱体的底部发生碰撞时，防护下板上移，与防护下板连接的鼎型点阵芯子上移；使上下两个鼎型点阵芯子之间的减震弹簧压缩，抵消部分外部碰撞箱体底部所受的力；当底部碰撞的力较大时，防护上板与防护下板形成一体，并且防护下板挤压着防护上板向上移动，此时防护上板受到凹型槽一内部的弹片的弹力，防护上板的牛脚会克服弹片的弹力而卡在弹片的上部；
21、当箱体的侧边发生碰撞时，传感器模块采集碰撞体间隙距离sp与拉扣间隙距离sg；
22、s3：判断碰撞体间隙距离sp、拉扣间隙距离sg与安全距离为s1与s2的大小：
23、s31：若sp＞s1且sg≥s2，为初始安全距离状态，感应拉扣装置中的卡扣与t型锁件处于闭合，定位板与主动防撞板为一体结构，此时，交叉式吸能组件中的吸能弹簧处于伸长状态和旋转摇臂结构处于收缩状态，主动防撞板中的卷曲弹簧处于压紧状态，环形气囊未被触发；
24、s32：若sp≤s1，则运行传感器模块，传感器模块发出碰撞感应，优先驱动感应拉扣装置中的执行块，使得卡扣与t型锁件松开，从而交叉式吸能组件中的吸能弹簧与主动防撞板中的卷曲弹簧中的弹性势能得以释放，此时，主动防撞板在回弹式转动轴和交叉式吸能组件的旋转摇臂结构作用下向外弹出，起主动防撞的作用；
25、s4：判断拉扣间隙距离sg与安全距离为s2的大小：
26、s41：若sg＜s2，则运行传感器模块，感应拉扣装置中的卡扣与t型锁件再次锁合，传感器模块触发环形气囊，环形气囊迅速充气膨胀，从而增大碰撞接触面积；同时启动压力传感器，并采集箱体两侧与碰撞体压力值p1与p2；
27、s5：判断箱体两侧与碰撞体压力值p1与p2的大小；
28、s51：若p1=p2＝0，处于初始安全状态，运行传感器模块，伸缩执行器不运转，动力电池包处于两侧定位板中间位置；
29、s52：若p1=p2≠0，处于两侧碰撞体挤压平衡状态，运行传感器模块，主动防撞板两侧压力值相等，同样伸缩执行器不运转，动力电池包处于两侧定位板中间位置；
30、s53：若p1≠p2，运行传感器模块，主动防撞板两侧压力值不等，伸缩执行器运转；
31、s531：若p1＞p2，则运行传感器模块，传感器模块驱动伸缩执行器的自旋式伸缩杆和内置弹簧，使得动力电池包整体沿着半圆形导轨向主动防撞板的压力值为p2的方向移动；
32、s532：若p2＞p1，则运行传感器模块，传感器模块驱动伸缩执行器的自旋式伸缩杆和内置弹簧，使得动力电池包整体沿着半圆形导轨向主动防撞板的压力值为p1的方向移动；
33、其中，s1与s2为系统设定的临界距离值，sp、sg为系统测定的距离值，碰撞体间隙距离sp为碰撞体与箱体之间的距离，拉扣间隙距离sg为卡扣与t型锁件之间的距离，s1为判断主动防撞板是否弹出的临界距离值，s2为环形气囊是否触发的临界距离值；
34、其中，p为系统设定的临界压力值，p1、p2为系统测定的压力值，p为判断伸缩执行器是否转动的临界压力值。
35、作为本发明一实施方式的进一步改进，其中，所述传感器模块会优先分析主动防撞板与碰撞体之间的距离sp，并同时立即启动压力传感器，分析感应箱体两侧与碰撞体压力值p1与p2，判断两侧压力值p1与p2的大小；并分析感应拉扣装置中卡扣与t型锁件之间的拉扣间隙距离sg。
36、采用上述技术方案，具有以下有益效果：传感器模块会在动力电池包发生碰撞的前期进行预警，并检测碰撞体与动力电池包的距离，当碰撞体与动力电池包不足安全距离时，弹出主动防护板与伸出交叉式吸能组件进行防护，并用环形气囊充气的方式增大碰撞体与主动防撞板之间的接触面积，增大卸力效果，当碰撞十分剧烈时，自旋式伸缩杆会带动动力电池包向远离碰撞体的一侧移动，防止电池发生泄漏造成安全事故。
技术特征：
1.一种仿音响箱型动力电池包的箱体防护结构，包括放置动力电池包的箱体，其特征在于：沿动力电池包长度方向两侧的箱体具有定位板，所述定位板的外侧设置有主动防撞板，所述主动防撞板的一端与汽车底盘铰接，所述主动防撞板的另一端与定位板之间设置有交叉式吸能组件，所述交叉式吸能组件在主动防撞板受到撞击后能使主动防撞板向外弹出；所述主动防撞板的外侧设置有传感器模块和环形气囊；
2.根据权利要求1所述的箱体防护结构，其特征在于：所述主动防撞板包括正弦型板面、回弹式转动轴和卷曲弹簧，所述回弹式转动轴与汽车底盘铰接并沿动力电池包水平轴线上布置，所述卷曲弹簧设置于回弹式转动轴内部；所述正弦型板面以动力电池包的水平轴线对称分布，且可绕回弹式转动轴转动；
3.根据权利要求2所述的箱体防护结构，其特征在于：所述交叉式吸能组件设置于定位板远离动力电池包的一侧，且与主动防撞板靠近定位板的波谷区域之间；所述交叉式吸能组件包括上定位块和下定位块，所述上定位块与主动防撞板固定连接，所述下定位块与定位板固定连接，所述上定位块和下定位块上均具有铰接的旋转扣；
4.根据权利要求1所述的箱体防护结构，其特征在于：所述定位板下端靠近动力电池包一侧设置凹型槽一与凹型槽二，所述凹型槽一与凹型槽二在定位板上沿动力电池包长度方向呈线性阵列分布，所述凹型槽一内部设置弹片；
5.根据权利要求1所述的箱体防护结构，其特征在于：所述箱体内设置有与传感器模块联动的伸缩执行器，所述伸缩执行器能调整动力电池包在两块定位板之间的位置，使动力电池包远离发生碰撞一侧。
6.根据权利要求5所述的箱体防护结构，其特征在于：所述防护上板靠近动力电池包一侧设置半圆形导轨，所述半圆形导轨设置于动力电池包沿垂直于长度方向延伸布置；所述传感器模块驱动伸缩执行器使动力电池包沿半圆形导轨左右滑动。
7.根据权利要求1所述的箱体防护结构，其特征在于：所述定位板与主动防撞板之间设置有与传感器模块联动的感应拉扣装置，所述感应拉扣装置根据其上卡扣与t型锁件的变动状态启动主动防撞板、交叉式吸能组件和环形气囊。
8.根据权利要求7所述的箱体防护结构，其特征在于：所述感应拉扣装置包括外壳、卡扣、t型锁件、弹簧和执行块，所述外壳与定位板的远离动力电池包一侧固定连接，所述t型锁件设置于主动防撞板靠近定位板的一侧并与主动防撞板固定连接；所述卡扣的数量为两个，且呈“x”形分布，两个卡扣的中部均铰接在外壳上，两个卡扣的前端具有向一侧凸出的卡接部，所述t型锁件上具有供卡接部插入的卡槽；
9.一种仿音箱型动力电池包的箱体防护控制方法，其特征在于：采用权利要求1~8中任一项所述的箱体防护结构，为动力电池包提供底边防护和侧边防护；包括如下步骤：
10.根据权利要求10所述的箱体防护方法，其特征在于：所述传感器模块会优先分析主动防撞板与碰撞体之间的距离sp，并同时立即启动压力传感器，分析感应箱体两侧与碰撞体压力值p1与p2，判断两侧压力值p1与p2的大小；并分析感应拉扣装置中卡扣与t型锁件之间的拉扣间隙距离sg。
技术总结
本发明公开了一种仿音箱型动力电池包的箱体防护结构及其控制方法，包括放置动力电池包的箱体，箱体两侧具有定位板，定位板的外侧设有主动防撞板，主动防撞板的一端与汽车底盘铰接，另一端与定位板之间设有交叉式吸能组件；交叉式吸能组件在主动防撞板受到撞击后使主动防撞板向外弹出；主动防撞板上设有传感器模块和环形气囊；动力电池包下方设有对置式鼎型点阵防护装置。传感器模块会在发生碰撞的前期预警，检测碰撞体与箱体的距离，不足安全距离时，弹出主动防护板与伸出交叉式吸能组件进行防护，环形气囊充气增大与主动防撞板之间的接触面积，自旋式伸缩杆带动动力电池包向远离碰撞体的一侧移动，防止电池发生碰撞泄漏造成安全事故。
技术研发人员：刘霏霏,刘帅华,邹鹏志,田信云,秦武,李骏,程贤福,曾建邦
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23