本發(fā)明屬于電池碰撞安全測試技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種車用鋰離子電池高速水平?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著電動汽車的日益推廣，車用動力電池的安全性已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。鋰離子電池憑借比能量和比功率大，壽命長以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為車用動力電池的主流。在電動汽車交通事故中，由于碰撞引起的過熱、起火和爆炸等問題嚴(yán)重制約著鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。因此，在高速沖擊的條件下，研究鋰離子動力電池的安全性非常必要。

目前，機(jī)械觸發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э氐难芯恐饕跍?zhǔn)靜態(tài)或者低速下進(jìn)行，包括擠壓、針刺、跌落、振動和沖擊等。大部分鋰離子電池在高速沖擊下的機(jī)械性能分析仍然依靠有限元仿真完成，缺乏能夠真實(shí)反映鋰離子電池受到高速沖擊時(shí)機(jī)械、電和熱一系列變化的實(shí)驗(yàn)研究。現(xiàn)有的鋰離子電池碰撞沖擊測試研究主要利用落錘或者擺錘進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)裝置體積龐大、笨重，而且由于裝置高度受限其沖擊速度難以達(dá)到模擬汽車高速碰撞工況的要求。汽車企業(yè)通常利用實(shí)驗(yàn)臺車代替實(shí)車進(jìn)行高速碰撞沖擊，實(shí)驗(yàn)成本高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種車用鋰離子電池高速水平?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)裝置，其彈丸動能大、控制精度高，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，測試結(jié)果精度高，操作方便，安全可靠，解決了現(xiàn)有測試鋰離子動力電池安全性裝置的上述不足。

本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)合附圖說明如下：

一種車用鋰離子電池高速水平?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括電磁軌道炮發(fā)射裝置和懸掛式水平?jīng)_擊臺兩部分；所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置水平固定在地面上；所述的懸掛式水平?jīng)_擊臺水平固定在地面上；所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置中彈丸6的發(fā)射中心與所述的懸掛式水平?jīng)_擊臺中的三爪卡盤34的中心重合。

所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置還包括支座Ⅰ1、發(fā)射筒2、銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4、鋁電樞5、壓縮彈簧7、正極軌道定位插座17、負(fù)極軌道定位插座18、上彈口20、多組發(fā)光二極管和光電三極管、控制電路板以及一個(gè)大功率直流電源；所述的支座Ⅰ1由一塊水平矩形板和兩塊垂直矩形板一體成型；所述的兩塊垂直矩形板垂直設(shè)置在水平矩形板的上方，所述的水平矩形板的兩端通過螺栓固定在地面上；所述的發(fā)射筒2為矩形，卡在兩塊垂直矩形板的中間；所述的發(fā)射筒2的內(nèi)表面設(shè)有絕緣層8，絕緣層8的外面包裹著環(huán)氧襯套9，環(huán)氧襯套9的外面是一圈層壓不銹鋼10，層壓不銹鋼10的外面是復(fù)合包覆外套11；所述的發(fā)射筒2的起始端由絕緣框架13和復(fù)合包覆外套11封留，并且開有兩個(gè)容納銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的方形孔道，發(fā)射筒2的末端由絕緣層8、環(huán)氧襯套9、層壓不銹鋼10包覆，留有大于彈丸6且小于鋁電樞5的出射口；所述的絕緣層8的中間設(shè)有一個(gè)方型孔通道，所述的方型孔通道底端兩側(cè)各有1個(gè)長條形凹槽；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4分別卡在兩條長條形凹槽內(nèi)；所述的上彈口20設(shè)置在電磁軌道炮發(fā)射裝置前端的底部，上彈口20處設(shè)有一個(gè)絕緣門，絕緣門和絕緣框架13共同形成了一個(gè)空的絕緣艙；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的一端與發(fā)射筒2末端的絕緣層8內(nèi)表面齊平，另一端經(jīng)過上彈口20、絕緣框架13并一直延伸到復(fù)合包覆外套11外；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4外端分別用正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18蓋合；所述的正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18的四角設(shè)置有螺栓孔并通過螺栓固定在發(fā)射筒2上；所述的正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18與控制電路板相連；所述的鋁電樞5卡在銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4中間在方型孔通道內(nèi)做直線運(yùn)動；所述的鋁電樞5的前端設(shè)有方形凹槽，所述的彈丸6卡在該方形凹槽內(nèi)；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的內(nèi)側(cè)、靠近發(fā)射口端各設(shè)置有一個(gè)方形彈簧座，所述的方形彈簧座上有壓縮彈簧7，所述的壓縮彈簧7的中心與鋁電樞5的中心高度一致；所述的絕緣層8沿發(fā)射筒2軸線垂直方向上設(shè)有多組對孔12，所述的對孔12上安裝有發(fā)光二極管和光電三極管；所述的絕緣層8上還設(shè)有導(dǎo)出發(fā)光二極管和光電三極管的連接線的過線孔19；所述的發(fā)光二極管和光電三極管與控制電路板連接；所述的控制電路板與大功率直流電源連接。所述的絕緣艙上表面與鋁電樞5的運(yùn)動孔的上表面平齊且二者相鄰，下表面位于鋁電樞5的運(yùn)動孔的下表面的下方并且二者高度差大于鋁電樞5的高度。

所述的正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18的內(nèi)部均是導(dǎo)電金屬銅14，外部均包覆一層絕緣殼15，電源線16的一端與導(dǎo)電金屬銅相連，另一端與控制電路板連接。

所述的鋁電樞5、彈丸6、銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4之間的接觸面表面潤滑。

所述的上彈口20的尺寸大于鋁電樞5的尺寸。

所述的懸掛式水平?jīng)_擊臺還包括支座Ⅱ21、方形沖壓板22、旋轉(zhuǎn)軸23、卡簧24、定位軸肩25、軸花鍵26、支座花鍵27、支座花鍵齒套28、軸齒輪29、矩形鍵30、軸端擋圈31、墊片33、壓力傳感器35、電機(jī)37和電機(jī)齒輪38；所述的支座Ⅱ21通過螺栓固定在地面上；所述的方形沖壓板22設(shè)置在支座Ⅱ21的中間，并且與旋轉(zhuǎn)軸23焊接為一體；所述的方形沖壓板22的中間設(shè)置有圓柱形承壓臺，其中心與彈丸6發(fā)射的中心重合，并且圓柱形承壓臺的中心處設(shè)有放著圓柱形壓力傳感器35的圓柱形凹槽，所述的凹槽的側(cè)面與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向設(shè)有引出圓柱形壓力傳感器35的電極線的過線孔36；所述的圓柱形壓力傳感器35上依次放置墊片33和三爪卡盤34，所述的墊片33和三爪卡盤34通過螺栓與方形沖壓板22連接；電池固定在三爪卡盤34上；所述的旋轉(zhuǎn)軸23兩端穿過支座Ⅱ21的兩端，并且與支座Ⅱ21兩端的相接處安裝有兩個(gè)卡簧24；所述的旋轉(zhuǎn)軸23的一端設(shè)置有定位軸肩25、軸花鍵26，另一端設(shè)置有軸齒輪29；所述的軸花鍵26旁設(shè)置有支座花鍵27，所述的支座花鍵27匹配有能軸向移動的花鍵齒套28；所述的軸齒輪29用矩形鍵30、軸端擋圈31以及螺釘32配合固定在旋轉(zhuǎn)軸23上；所述的軸齒輪29與電機(jī)37的軸齒輪29相嚙合。

所述的軸花鍵26、支座花鍵27齒形一致、徑向相等。

所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置的末端到懸掛式水平?jīng)_擊臺的末端設(shè)置有一個(gè)透明的防爆安全罩；所述的層壓不銹鋼10一部分暴露在復(fù)合包覆外套11之外，與防爆安全罩連接；所述的防爆安全罩上設(shè)有使壓力傳感器35的電極線和萬用表連接線穿過的小孔、紅外熱像儀鏡頭的探測孔，以及X射線發(fā)射和接收孔位，并且防爆安全罩的一側(cè)貼有標(biāo)記刻度的白紙。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明中的電池受到的沖擊速度和能量精確可控，通過給定初始條件和發(fā)射裝置的物理參數(shù)可以精確計(jì)算出彈丸的發(fā)射速度和能量，相關(guān)參數(shù)獲取容易，計(jì)算過程簡單、可靠。通過配合使用高精度安捷倫萬用表、紅外熱像儀、高速攝像機(jī)和X射線斷層掃描儀，能夠?qū)崿F(xiàn)電池受到高速沖擊時(shí)瞬態(tài)過程的量化研究，觀察到電池由于高速沖擊引起的機(jī)械、電和熱性能的一系列變化，測試結(jié)果精確可靠，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，可以得出高速沖擊造成電池?zé)崾Э氐臋C(jī)理，有助于電池和電池組的碰撞安全性的研究。本發(fā)明的懸掛式水平?jīng)_擊臺結(jié)構(gòu)簡單，通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸可以實(shí)現(xiàn)電池的多角度沖擊。本發(fā)明的防爆安全罩可以將電機(jī)、萬用表、紅外熱像儀、高速攝像機(jī)、原位X射線斷層掃描儀與沖擊臺隔離，從而使實(shí)驗(yàn)過程更加安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種車用鋰離子電池高速水平?jīng)_擊的實(shí)驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖2是本發(fā)明中電磁軌道炮發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；

圖3是圖2中的A—A處剖面視圖；

圖4是圖2中的B—B處剖面視圖；

圖5是本發(fā)明中電磁軌道炮發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的仰視圖；

圖6是圖5中的C—C處剖面視圖；

圖7是本發(fā)明中的懸掛式水平?jīng)_擊臺的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；

圖8是圖7中的D—D處剖面視圖；

圖9是本發(fā)明中懸掛式水平?jīng)_擊臺的結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；

圖10是圖9中的E—E處剖面視圖。

圖中：1、支座Ⅰ；2、發(fā)射筒；3、銅正極軌道；4、銅負(fù)極軌道；5、鋁電樞；6、彈丸；7、壓縮彈簧；8、絕緣層；9、環(huán)氧襯套；10、層壓不銹鋼；11、復(fù)合包覆外套；12、對孔；13、絕緣框架；14、導(dǎo)電銅；15、絕緣殼；16、電源線；17、正極導(dǎo)軌定位插座；18、負(fù)極導(dǎo)軌定位插座；19、過線孔；20、上彈口；21、支座Ⅱ；22、方形沖壓板；23、旋轉(zhuǎn)軸；24、卡簧；25、定位軸肩；26、軸花鍵；27、支座花鍵；28、支座花鍵齒套；29、軸齒輪；30、矩形鍵；31、軸端擋圈；32、螺釘；33、墊片；34、三爪卡盤；35、壓力傳感器；36、電極線的過線孔；37、電機(jī)；38、電機(jī)齒輪。

具體實(shí)施方式

參閱圖1、圖3，一種車用鋰離子電池高速水平?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括電磁軌道炮發(fā)射裝置和懸掛式水平?jīng)_擊臺兩部分；所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置水平固定在地面上；所述的懸掛式水平?jīng)_擊臺水平固定在地面上；所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置中彈丸6的發(fā)射中心與所述的懸掛式水平?jīng)_擊臺中的三爪卡盤34的中心重合。

參閱圖2—圖6，所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置包括支座Ⅰ1、發(fā)射筒2、銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4、鋁電樞5、彈丸6、壓縮彈簧7、正極軌道定位插座17、負(fù)極軌道定位插座18、上彈口20、多組發(fā)光二極管和光電三極管、控制電路板以及一個(gè)大功率直流電源。

所述的支座Ⅰ1由一塊水平矩形板和兩塊垂直矩形板一體成型；所述的兩塊垂直矩形板垂直設(shè)置在水平矩形板的上方，所述的水平矩形板的兩端通過螺栓固定在地面上；所述的發(fā)射筒2為矩形，卡在兩塊垂直矩形板的中間；所述的發(fā)射筒2的內(nèi)表面設(shè)有絕緣層8，絕緣層8的外面包裹著環(huán)氧襯套9，環(huán)氧襯套9的外面是一圈層壓不銹鋼10，層壓不銹鋼10的外面是復(fù)合包覆外套11；所述的發(fā)射筒2的起始端由絕緣框架13和復(fù)合包覆外套11封留，并且開有兩個(gè)容納銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的方形孔道，發(fā)射筒2的末端由絕緣層8、環(huán)氧襯套9、層壓不銹鋼10包覆，留有比彈丸6稍大的出射口；所述的絕緣層8的中間設(shè)有一個(gè)方型孔通道，所述的方型孔通道底端兩側(cè)各有1個(gè)長條形凹槽；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4分別卡在兩條長條形凹槽內(nèi)；所述的上彈口20設(shè)置在電磁軌道炮發(fā)射裝置前端的底部，上彈口20處設(shè)有一個(gè)絕緣門，絕緣門和絕緣框架13共同形成了一個(gè)空的絕緣艙；所述的絕緣艙上表面與鋁電樞5的運(yùn)動孔的上表面平齊且二者相鄰，下表面位于鋁電樞5的運(yùn)動孔的下表面的下方并且二者高度差大于鋁電樞5的高度，保證空的絕緣艙的體積可以容納鋁電樞5，在鋁電樞5反彈回后，將會落在此孔的絕緣艙內(nèi)，停止運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)鋁電樞5自動歸位。所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的一端與發(fā)射筒2末端的絕緣層8內(nèi)表面齊平，另一端經(jīng)過上彈口20、絕緣框架13并一直延伸到復(fù)合包覆外套11外；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4外端分別用正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18蓋合，實(shí)現(xiàn)銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的軸向定位，這種到對固定方式靈活，安裝更換方便；所述的正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18的四角設(shè)置有螺栓孔并通過螺栓固定在發(fā)射筒2上；所述的正極導(dǎo)軌定位插座17和負(fù)極導(dǎo)軌定位插座18的內(nèi)部均是導(dǎo)電金屬銅14，外部均包覆一層絕緣殼15，電源線16的一端與導(dǎo)電金屬銅相連，另一端與控制電路板連接，并分別與電源正、負(fù)極連接；所述的鋁電樞5卡在銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4中間在方型孔通道內(nèi)做直線運(yùn)動；所述的鋁電樞5的前端設(shè)有方形凹槽，所述的彈丸6卡在該方形凹槽內(nèi)；所述的銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的內(nèi)側(cè)、靠近發(fā)射口端各設(shè)置有一個(gè)方形彈簧座，所述的方形彈簧座上有壓縮彈簧7，所述的壓縮彈簧7的中心與鋁電樞5的中心高度一致；所述的絕緣層8沿發(fā)射筒2軸線垂直方向上設(shè)有多組對孔12，所述的對孔12上安裝有發(fā)光二極管和光電三極管；所述的絕緣層8上還設(shè)有過線孔19，目的是導(dǎo)出發(fā)光二極管和光電三極管的連接線。所述的發(fā)光二極管和光電三極管與控制電路板連接；所述的控制電路板與大功率直流電源連接。所述的控制電路板可以同時(shí)連接導(dǎo)軌定位插座的電源線和外部電源進(jìn)線，三者形成加速彈丸的工作電路，其中，控制電路板起到開關(guān)的作用。所述控制電路板還可以控制發(fā)光二極管的開關(guān)，檢測和放大光電三極管的信號變化，并根據(jù)光電三極管的信號變化，調(diào)控工作電路的開關(guān)。

所述的鋁電樞5、彈丸6、銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4之間的接觸面表面潤滑，以減少運(yùn)動阻力，三者固定方式靈活，安裝更換方便。

參閱圖7—圖10，懸掛式水平?jīng)_擊臺包括支座Ⅱ21、方形沖壓板22、旋轉(zhuǎn)軸23、卡簧24、定位軸肩25、軸花鍵26、支座花鍵27、支座花鍵齒套28、軸齒輪29、矩形鍵30、軸端擋圈31、墊片33、三爪卡盤34、壓力傳感器35、電機(jī)37和電機(jī)齒輪38。

所述的支座Ⅱ21通過螺栓固定在地面上；所述的方形沖壓板22設(shè)置在支座Ⅱ21的中間，側(cè)面中心處設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軸23直徑相等的通孔，與旋轉(zhuǎn)軸23串連，并以焊接方式連接為一體。所述的方形沖壓板22的中間設(shè)置有圓柱形承壓臺，其中心與彈丸6發(fā)射的中心重合，并且圓柱形承壓臺的中心處設(shè)有放著圓柱形壓力傳感器35的圓柱形凹槽，所述的凹槽的側(cè)面與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向設(shè)有引出圓柱形壓力傳感器35的電極線的過線孔36；所述的圓柱形壓力傳感器35上依次放置墊片33和三爪卡盤34，所述的墊片33和三爪卡盤34通過螺栓與方形沖壓板22連接；電池固定在三爪卡盤34上；所述的旋轉(zhuǎn)軸23兩端穿過支座Ⅱ21的兩端，并且與支座Ⅱ21兩端的相接處安裝有兩個(gè)卡簧24，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸23的定位；所述的旋轉(zhuǎn)軸23的一端設(shè)置有定位軸肩25、軸花鍵26，另一端設(shè)置有軸齒輪29；所述的軸花鍵26旁設(shè)置有支座花鍵27，所述的支座花鍵27匹配有能軸向移動的花鍵齒套28；定位軸肩25與軸花鍵26相鄰，兩花鍵齒形一致、徑向相等，支座花鍵27軸向較寬。所述的軸齒輪29用矩形鍵30、軸端擋圈31以及螺釘32配合固定在旋轉(zhuǎn)軸23上；所述的軸齒輪29與電機(jī)37的軸齒輪29相嚙合。

本發(fā)明的具體操作過程如下：

將電池固定在三爪卡盤34的中心位置，啟動電機(jī)37，電機(jī)37通過電機(jī)齒輪38和軸齒輪29，可以帶動旋轉(zhuǎn)軸23轉(zhuǎn)動，使水平?jīng)_擊臺到達(dá)目標(biāo)角度，此時(shí)將支座上的花鍵齒套28經(jīng)軸花鍵26移動至定位軸肩25，使沖擊板22與支座Ⅱ21連接為一體，穩(wěn)固沖擊板。水平?jīng)_擊臺調(diào)整完畢后，打開電磁軌道炮上彈口20的絕緣門，將彈丸6嵌入鋁電樞5前端的凹槽內(nèi)，再將二者一起輕輕地送入絕緣層8的孔道口，關(guān)閉并鎖緊絕緣門。根據(jù)所需要的沖擊速度，通過控制電路板調(diào)節(jié)電源電流，并接通工作電路驅(qū)動鋁電樞5和彈丸6。當(dāng)二者運(yùn)動到發(fā)射口時(shí)，彈丸6繼續(xù)運(yùn)動射出炮膛沖擊三爪卡盤34上的電池。鋁電樞5將受到壓縮彈簧7的作用進(jìn)行反向減速運(yùn)動。設(shè)鋁電樞速度減為0時(shí)鋁電樞5在導(dǎo)軌上的反向位移為l1。在彈丸6射出的同時(shí)，接通位于l1位置點(diǎn)之前并與l1位置點(diǎn)距離鄰近的一對發(fā)光二極管和光電三極管。當(dāng)反彈的鋁電樞5，經(jīng)過發(fā)光的二極管時(shí)，二極管發(fā)出的光被遮擋，光電三極管將接收不到二極管的光線，光電三極管會將信息變化發(fā)送到控制電路板，控制電路板控制工作電路斷開。此時(shí)，鋁電樞5仍具有比較小的速度，將繼續(xù)運(yùn)動到上彈口20處，并掉落在絕緣門和絕緣框架13組成的絕緣空艙內(nèi)，停止運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開上彈口20的絕緣門取出鋁電樞。

所述沖擊彈丸6可以根據(jù)需要任意改變尺寸和形狀實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、面等多種沖擊工況，改變質(zhì)量和速度實(shí)現(xiàn)動能和速度可變的多種沖擊工況。根據(jù)電池的不同形狀可以設(shè)計(jì)多種圓柱形襯套，便于三爪卡盤34的固定。

所述的電磁軌道炮發(fā)射裝置速度控制的具體方法為：

給定初始條件：由于鋁電樞5、彈丸6、銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4之間接觸面已經(jīng)進(jìn)行表面潤滑，因此可以忽略鋁電樞5和彈丸6在運(yùn)動中受到的阻力。設(shè)鋁電樞入口速度為0；銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的初始電流為0；鋁電樞5受到的初始安培力為0。銅正極軌道3、銅負(fù)極軌道4的電感梯度L’約為0.4μH/m。

R＝R₀+R'x (1)

L＝L₀+L'x (2)

由⑴-⑸式可得鋁電樞5和彈丸6的加速度：

由式⑹可知，當(dāng)電源的輸出電流恒定時(shí)，鋁電樞5和彈丸6在加速過程中的加速度是一個(gè)定值，因此可得彈丸6的發(fā)射速度：

其中，R為回路總電阻，單位為Ω；R₀為電磁發(fā)射裝置的初始電阻，單位為Ω；R’為銅導(dǎo)軌電阻梯度，單位為Ω/m；L為回路總電感，單位為H；L₀為電磁發(fā)射裝置的初始電感，單位為H；L’為銅導(dǎo)軌電感梯度，單位為H/m；x為鋁電樞位移，單位為m；U為電源輸入電壓，單位為V；i為回路電流，單位為A；t為電樞運(yùn)動時(shí)間，單位為s；v為電樞運(yùn)動速度，單位為m/s；W為系統(tǒng)總能量，單位為J；M為電樞的質(zhì)量，單位為kg；m為彈丸的質(zhì)量，單位為kg；a為電樞和彈丸加速度，單位為m/s²；v_e為彈丸發(fā)射速度，單位為m/s；l為導(dǎo)軌長度，單位為m；x₁為電樞入口位置距離導(dǎo)軌起始端的距離，單位為m。

所述彈丸6發(fā)射后，鋁電樞5經(jīng)壓縮彈簧7反彈后，速度減為0時(shí)的位移l₁的計(jì)算方法：

其中，a₁為電樞反彈時(shí)的加速度，單位為m/s²。

所述根據(jù)計(jì)算所得的鋁電樞5在導(dǎo)軌上的反向位移l₁，進(jìn)行電路斷電時(shí)刻的確定的方法?？梢酝ㄟ^理倫計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式選擇一組最佳的發(fā)光二極管和光電三極管作為斷電指示。

電池受到?jīng)_擊時(shí)的電壓變化、溫度變化、外形變化以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，分別由高精度安捷倫數(shù)字萬用表、紅外熱像儀，高速攝像機(jī)和原位X射線斷層掃描儀采集。在發(fā)射裝置的末端到?jīng)_擊臺末端設(shè)有一個(gè)透明的防爆安全罩，安全罩將沖擊臺和電機(jī)、萬用表、紅外熱像儀、高速攝像機(jī)、原位X射線斷層掃描儀隔離，并設(shè)有可以使傳感器電極線和萬用表連接線穿過的小孔，紅外熱像儀鏡頭的探測孔，以及X射線發(fā)射和接收孔位。安全罩一側(cè)貼有標(biāo)記刻度的白紙，以便對面的高速攝像機(jī)記錄彈丸的位移和沖擊過程中電池的形變。