【干貨】關(guān)于PACK振動(dòng)測(cè)試PSD及測(cè)試時(shí)間的分析

作為不搞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又不做測(cè)試的外行小白，對(duì)于電池包（PACK）振動(dòng)測(cè)試或仿真，一直覺得朦朧難懂，其中，以下幾個(gè)問題最為困擾：

(1)這些振動(dòng)圖譜是怎么得來的？(2)振動(dòng)的測(cè)試時(shí)間是怎么得出來的？(3)通過這種振動(dòng)測(cè)試為什么就能夠在一定程度上論證產(chǎn)品滿足了一定的壽命要求，如5年10萬公里等。(4)有沒有人去實(shí)際驗(yàn)證過這些振動(dòng)測(cè)試參數(shù)。

一般來說，電動(dòng)汽車在路上行駛時(shí)，由于路面平整度的不一致，通常會(huì)對(duì)電池包造成一種激勵(lì)。這種作用，可以用沿時(shí)間軸線的加速度來體現(xiàn)。如果條件允許，我們可以讓電動(dòng)汽車一直行駛下去，同時(shí)記錄下這種時(shí)間-加速度關(guān)系，這樣就得到了包含這兩種振動(dòng)元素的時(shí)域圖譜。

理想情況下，我們通過下面的方法：

PACK實(shí)物/PACK的數(shù)學(xué)模型+時(shí)域圖譜信號(hào)，就可以對(duì)PACK進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試/仿真，以了解在這種實(shí)際工況下，電池包的安全可靠性表現(xiàn)。

但是這種方法要進(jìn)行的時(shí)間太長，計(jì)算機(jī)也無法完成如此大的工作量。怎么解決這個(gè)問題呢？方法就是把時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)變成頻域信號(hào)。

這樣，剩下的問題就是找到生產(chǎn)車輛在整個(gè)壽命周期內(nèi)會(huì)經(jīng)歷的典型路況，比如城市路況、高速路況、山路路況等，對(duì)實(shí)地測(cè)試所得的頻域信號(hào)繪制在同一張圖上，然后取各頻率處的峰值，連起來就到了我們?cè)诟黝悩?biāo)準(zhǔn)中常見的PSD圖譜。

為了能夠得到合理的測(cè)試時(shí)間，就需要記錄下車輛跑完典型路況的時(shí)間/里程，現(xiàn)在可以很方便地在試驗(yàn)場進(jìn)行，試驗(yàn)場是一種綜合路況，包括鵝卵石路面、泥巴路面、磚塊路面等。試驗(yàn)場地一圈的里程與時(shí)間是可以得到的，比如一圈9.6公里，車輛按20km/h的速度來跑。這樣，車輛跑10萬公里或15萬公里的時(shí)間就可以得到。一般來講，試驗(yàn)場的路況是加強(qiáng)了的，與典型路況有個(gè)倍數(shù)關(guān)系。

無論是實(shí)際的典型路況，還是加強(qiáng)了的試驗(yàn)場地，最終都是為了得到在一定里程數(shù)/一定時(shí)間內(nèi)，車輛所造成的損傷。這樣，在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試時(shí)，根據(jù)損傷一致的原理，通過加強(qiáng)振動(dòng)載荷，比如是典型路況的N倍，那么測(cè)試時(shí)間就是典型路況的1/N。但是這種時(shí)間壓縮也不是無限制的，必須要保證你所施加的載荷不會(huì)造成新的損傷機(jī)理(也可以說不要引入新的失效模式)。

那么，通過這樣的一種論證關(guān)系就可以表明相應(yīng)的振動(dòng)測(cè)試就能夠滿足5年10萬公里等的需求嗎？

目前還沒有直接的這種定論。而所有的PACK振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，只有SAE J2380/USABC對(duì)此種關(guān)系給予了認(rèn)可。