王衛(wèi)華，趙慶云，謝紅明

(1.天津金牛電源材料有限責(zé)任公司，天津300400；2.中海油天津化工研究設(shè)計院，天津300131)

基于VBA的鋰電池評價系統(tǒng)的實現(xiàn)

王衛(wèi)華1，趙慶云2，謝紅明1

(1.天津金牛電源材料有限責(zé)任公司，天津300400；2.中海油天津化工研究設(shè)計院，天津300131)

鋰電池性能測試需要進行幾百次充放電，根據(jù)大量的測試數(shù)據(jù)評價電池的循環(huán)性能。鋰電池測試設(shè)備將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL表里，需要用戶對各通道數(shù)據(jù)進行二次處理才能直觀看出電池性能的好壞。循環(huán)數(shù)據(jù)整理非常繁瑣，針對實際工作中的難點，在EXCEL里開發(fā)了“鋰電池評價系統(tǒng)”，大大提高了工作效率，確保評價數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提升了鋰電池數(shù)據(jù)處理的自動化水平，具有實用意義。

VBA；EXCEL；鋰電池

Visual Basic for Applications(VBA)是Visual Basic的一種宏語言，主要能用來擴展Windows的應(yīng)用程序功能，特別是Microsoft Office軟件。EXCEL表格處理數(shù)據(jù)功能強大，應(yīng)用廣泛。在EXCEL里應(yīng)用VBA建立宏，還可以處理復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計及邏輯運算。利用VBA可以在EXCEL里進行二次開發(fā)，可實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計[1]。

1 系統(tǒng)背景

隨著公司對研發(fā)投入的不斷加大，鋰電池測試設(shè)備數(shù)量迅速增加。研發(fā)需要將不同品種的電解液注進電池進行實際測試，從而篩選出最優(yōu)的配方。鋰電池循環(huán)24 h不停機，在線電池數(shù)量基本維持在200塊左右，即每天需要將200個通道的數(shù)據(jù)導(dǎo)出來進行衰減計算，最后形成測試報告。數(shù)據(jù)處理工作枯燥、繁瑣，導(dǎo)數(shù)據(jù)時反復(fù)的拷貝粘貼很容易出錯。鋰電池數(shù)據(jù)處理占用研發(fā)人員大量寶貴的時間，為了解決這個日益嚴(yán)重問題，急需要量身制作一個鋰電池數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使研發(fā)人員將時間和精力用在電解液研發(fā)上面。

2 系統(tǒng)分析

鋰電池測試設(shè)備廠家較多，公司選用的是武漢蘭電測試設(shè)備，鋰電池是公司實驗用的軟包裝鋰電池。蘭電電池測試軟件界面簡潔實用，右鍵功能強，尤其在數(shù)據(jù)導(dǎo)出方面表現(xiàn)出色，對于大批量數(shù)據(jù)，導(dǎo)出速度快而不會死機，可將在線通道的數(shù)據(jù)全部導(dǎo)出到一個EXCEL文件，不同的通道占用不同的表單。EXCEL文件名字默認(rèn)為“Table_EachSheet”，即每次導(dǎo)出數(shù)據(jù)的EXCEL文件都是這個名字。鋰電池在導(dǎo)出數(shù)據(jù)時選擇導(dǎo)出的數(shù)據(jù)條目，這里選擇“序號”、“放電容量”、“平臺時間”，導(dǎo)出的“Table_EachSheet”表如圖1所示。

圖1 Table_EachSheet

圖中頁面“_002_1”的數(shù)據(jù)即為2#機柜通道1的數(shù)據(jù)，頁面“_002_2”即為2#機柜通道2的數(shù)據(jù)。手動操作時，需要將每個通道的數(shù)據(jù)拷貝到建立的電池數(shù)據(jù)工作表中，電池數(shù)據(jù)工作表是按日期記錄不同批次的電池數(shù)據(jù)，每一批會有多個對比電液，每種電液裝若干塊電池，每一塊電池的循環(huán)數(shù)據(jù)都記錄在表中進行保存、查詢。

為了便于編程，將電池數(shù)據(jù)表進行區(qū)域格式化，即固定的區(qū)域存儲固定的數(shù)據(jù)內(nèi)容，主要有單次循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域，數(shù)據(jù)比較區(qū)域，注液量、內(nèi)阻等數(shù)據(jù)區(qū)域。單次循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域是80行以下區(qū)域，如圖2所示。

圖2 電池數(shù)據(jù)表

如圖2所示32批電池數(shù)據(jù)，對比兩種電液性能，每種電液裝6塊電池，共12塊電池進行循環(huán)測試。循環(huán)數(shù)據(jù)存儲在80行以下的表格中，根據(jù)考察指標(biāo)的多少，確定每塊電池數(shù)據(jù)占的列數(shù)，這里占5列，即1～5列是第一塊電池數(shù)據(jù)，6～10列是第二塊電池數(shù)據(jù)，以此類推。將每個通道的數(shù)據(jù)從“Table_EachSheet”里邊拷貝到數(shù)據(jù)表的指定位置，然后計算“容量衰減”。但這種格式不便于橫向比較各個電池的循環(huán)情況，因而將各個電池的每10次數(shù)據(jù)篩選出來再進行排列，系統(tǒng)將容量數(shù)據(jù)和平臺數(shù)據(jù)分開進行比較，為了進行編程，將數(shù)據(jù)區(qū)域也進行固定，這里不再詳細(xì)介紹。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 功能設(shè)計

系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)導(dǎo)出、連續(xù)衰減計算兩大功能。衰減計算又分為容量衰減計算、平臺時間衰減計算，這兩個子程序設(shè)計思路大同小異。

系統(tǒng)的操作頁面簡單實用，主要設(shè)置兩個按鈕，對應(yīng)兩個程序：一個是將“Table_EachSheet”表里邊每一頁的數(shù)據(jù)自動拷貝到對應(yīng)的數(shù)據(jù)表里邊；一個是連續(xù)計算運行程序，即一批接著一批數(shù)據(jù)執(zhí)行容量衰減計算、平臺衰減計算、橫向排列匯總等子程序。系統(tǒng)界面如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)界面

3.2 程序設(shè)計

3.2.1 連續(xù)拷貝程序設(shè)計

連續(xù)拷貝程序需要建立一個路徑表，路徑表的格式如圖3所示，1～4列是“連續(xù)拷貝”程序路徑表，第1列是電池序號，第2列是批號，第3列是數(shù)據(jù)拷貝的起點，第4列是“Table_EachSheet”的頁面，那么第一行的路徑解釋為，將“Table_EachSheet”里“_008_1”的電池數(shù)據(jù)拷貝到EXCEL文件“2013電池數(shù)據(jù)”的“第32批2013年7月26日-2”的表單中，拷貝的起始位置是“A85”單元，這是第13塊電池。執(zhí)行完第一行路徑后，執(zhí)行下一行路徑。路徑表需要日常維護，根據(jù)電池通道的變化，循環(huán)的接續(xù)等情況，必須作出相應(yīng)的更改。連續(xù)拷貝按鈕的程序運用了While Not(IsEmpty())語句，主要程序如下：

在程序里邊用While Not(IsEmpty(Cells(n,2)))判斷數(shù)據(jù)表里邊第2列，第5行起的單元格內(nèi)容是否為空，如果不為空則一直循環(huán)執(zhí)行拷貝程序。定義變量a，b，c分別為“電池數(shù)據(jù)表的名稱”、“循環(huán)數(shù)據(jù)拷貝起點的位置”、“Table_EachSheet.xls頁面名稱”，程序先跳轉(zhuǎn)到Table_EachSheet.xls的“C”表單，執(zhí)行子程序“蘭電復(fù)制”，即復(fù)制要拷貝的數(shù)據(jù)，然后跳轉(zhuǎn)到2013年電池數(shù)據(jù).xls的“a”表單，選擇“b”單元格執(zhí)行粘貼功能，將參數(shù)n的值加1，重新返回While Not(IsEmpty(Cells(n,2)))語句進行判斷繼而執(zhí)行相應(yīng)操作。程序流程圖如圖4所示。

3.2.2 連續(xù)運算程序設(shè)計

“連續(xù)運算”程序也需要設(shè)計路徑表，圖3中第6列第5行起是路徑表，程序根據(jù)路徑表的內(nèi)容跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的頁面內(nèi)，執(zhí)行容量衰減計算、橫向排列匯總等子程序，執(zhí)行完后跳轉(zhuǎn)到下一路徑，直到路徑表為空。各個批次之間的跳轉(zhuǎn)和“連續(xù)拷貝”程序類似，“容量衰減”與“平臺衰減”子程序設(shè)計相同，因而只以“容量衰減”子程序為例進行說明，程序主要用嵌套循環(huán)實現(xiàn)了某一批次各個電池每次循環(huán)的容量衰減計算，部分程序如下：

圖4 連續(xù)拷貝程序流程圖

程序首先判斷Cells(z,2)是否為空，即判斷電池序號是否為空，不為空則執(zhí)行內(nèi)循環(huán)程序。例如這一批次有12塊電池，則執(zhí)行外循環(huán)程序12次。參數(shù)m初始值為85，在內(nèi)循環(huán)里遞增，步進值為1，參數(shù)q初始值為2，在外循環(huán)里遞增，步進值為5，因為每個電池數(shù)據(jù)在電池數(shù)據(jù)表里占5列。內(nèi)循環(huán)計算各個電池每次循環(huán)放電容量的衰減值，首先判斷Cells(m,q)單元格是否為空，不為空值則進行衰減計算。程序流程圖如圖5所示。

圖5 連續(xù)運算程序流程圖

4 結(jié)論

本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，使用效果良好，極大地縮短了電池數(shù)據(jù)處理時間。鋰離子電池作為一種新型能源電池，將會是繼鎘鎳、氫鎳電池之后，市場前景最好、發(fā)展最快的一種二次電池。對鋰電池循環(huán)數(shù)據(jù)處理工作進行優(yōu)化，使工作變得高效無誤，具有實用價值，非常值得大家去深入研究。

[1]張彥成.基于Excel宏語言的數(shù)據(jù)自動匯總研究[J].網(wǎng)友世界，2014(7)：8-9.

Realization of lithium battery evaluation system based on VBA

WANG Wei-hua1,ZHAO Qing-yun2,XIE Hong-ming1
(1.Tianjin Jinniu Power Sources Material Co.,Ltd.,Tianjin 300400,China;2.CNOOC Tianjin Chemical Research&Design Institute,Tianjin 300131,China)

Lithium battery performance test needs several hundred of charging and discharging.The cycling performance of the battery was evaluated according to a large number of test data.Data was exported to EXCEL table by lithium battery test equipment.It requires the user to do data processing,which takes up a lot of valuable time.The realization of lithium battery evaluation system greatly improves work efficiency,ensures the accuracy of evaluation data,improves the automation level of data processing of lithium battery and has actual meaning.

VBA;EXCEL;lithium battery

TM 912

A

1002-087 X(2016)08-1590-02

2016-01-19

王衛(wèi)華(1978—)，河南省人，碩士，工程師，主要研究方向為工業(yè)自動化。導(dǎo)師：趙慶云(1963—)，山東省人，教授級高工，主要研究方向為化工工藝。

王衛(wèi)華