謝紅明

摘要：在鋰離子電池制作方面，需要依靠測試系統(tǒng)進行電池質(zhì)量控制?；谶@種認識，本文對LabVIEW在鋰離子電池測試系統(tǒng)中的應(yīng)用思路和實踐進行了探討，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：LabVIEW;鋰離子電池;測試系統(tǒng)

中圖分類號：TP274.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0232-01

1 LabVIEW在鋰離子電池測試系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

實際在鋰離子電池測試系統(tǒng)開發(fā)時，需要使系統(tǒng)能夠用于進行鋰離子電池任何工況狀態(tài)的測試，完成電池電壓、溫度等各種數(shù)據(jù)信息采集，以便及時發(fā)現(xiàn)電池過流、過壓和過熱等問題，通過及時響應(yīng)保證系統(tǒng)測試安全。應(yīng)用LabVIEW，可以在虛擬儀器上進行系統(tǒng)測試功能的靈活設(shè)計，采用模塊化的方式進行系統(tǒng)軟件設(shè)計，順利進行電池測試數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲，為電池測試提供強有力的技術(shù)支撐[1]。作為工業(yè)標準圖形化編程工具，LabVIEW能夠用于測試、測量和控制系統(tǒng)的開發(fā)，能夠?qū)⒏鞣N測量儀器硬件與計算機軟件集成在一起，完成虛擬儀器系統(tǒng)的建立，為系統(tǒng)開發(fā)提供方案[2]。

2 LabVIEW在鋰離子電池測試系統(tǒng)中的應(yīng)用實踐

2.1 測試框架設(shè)計

實際應(yīng)用LabVIEW進行系統(tǒng)開發(fā)，可以完成系統(tǒng)測試框架的建立。從總體上來看，系統(tǒng)由上位機LabVIEW、可編程電源、電子負載、繼電開關(guān)、鋰離子電池、NImyDAQ構(gòu)成。采用LabVIEW，能夠?qū)﹄娫措妷弘娏鬟M行設(shè)定，也能實現(xiàn)電子負載模式的設(shè)定，從而對電池進行充放電控制。利用NImyDAQ，可以進行控制信號的發(fā)送，通過控制繼電開關(guān)的閉合和開啟狀態(tài)實現(xiàn)充放電電路切換，然后進行電池工作狀態(tài)電流、電壓等參數(shù)的采集。借助通訊接口，可以將數(shù)據(jù)傳輸至上位機進行處理和存儲。NImyDAQ為多功能便攜設(shè)備，包含兩路差分模擬輸入端口，同時擁有8路數(shù)字輸入輸出端口，并且額外帶有能夠與萬用表和上位機連接的端口。應(yīng)用LabVIEW，能夠?qū)崿F(xiàn)電池充放電測試管理，并且能夠進行通信信號解析和數(shù)據(jù)存儲管理，使測試數(shù)據(jù)以電子表格、波形圖等各種形式顯示。

2.2 系統(tǒng)程序設(shè)計

采用LabVIEW進行系統(tǒng)測試程序設(shè)計，可以將系統(tǒng)主程序劃分為在線幫助模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊等多個模塊。其中，幫助模塊用于介紹系統(tǒng)操作流程和注意事項，數(shù)據(jù)采集模塊用于實現(xiàn)電池組測試數(shù)據(jù)分區(qū)采集，能夠結(jié)合主任務(wù)要求進行程序子VI調(diào)用。利用DataSocket協(xié)議，系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)傳輸至上位機監(jiān)控中心，然后以專用格式在數(shù)據(jù)庫中存儲。在實際設(shè)計的過程中，需要將主程序劃分為多個子VI，使測試程序擁有清晰結(jié)構(gòu)。而在系統(tǒng)操作內(nèi)存中進行代碼和數(shù)據(jù)保存，也能使程序運行時占用的內(nèi)存量減少，促使系統(tǒng)運行效率得到提高，并且使程序運行可靠性得到保證。

2.3 數(shù)據(jù)采集通信

實際應(yīng)用LabVIEW進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集通信功能的開發(fā)，可以采用CAN通信加強系統(tǒng)信息交互，利用USB轉(zhuǎn)換卡加強與計算機的通信連接。利用LabVIEW程序，可以對動態(tài)鏈接庫進行調(diào)用，實現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)收發(fā)和解析。在實踐操作中，可以利用CallLibary功能節(jié)點調(diào)用動態(tài)鏈接庫，對函數(shù)路徑進行選擇，然后利用函數(shù)進行測試參數(shù)的配置，采用回調(diào)函數(shù)進行測試數(shù)據(jù)采集。在接口函數(shù)庫中，擁有通信程序使用說明，包含程序設(shè)計的簇結(jié)構(gòu)體，能夠用于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)體初始化CAN配置，并完成信息幀的定義。在程序設(shè)計階段，需要將設(shè)備函數(shù)打開，然后進行指定CAN通道函數(shù)的初始化。啟動函數(shù)后，能夠?qū)νǖ罃?shù)據(jù)函數(shù)進行讀取，從系統(tǒng)指定設(shè)備和通道進行測試數(shù)據(jù)的采集，同時清空指定緩沖區(qū)函數(shù)，用于進行采集數(shù)據(jù)的臨時存儲。在實際進行CAN通信過程中，需要對CAN消息幀進行獲取，然后對指針結(jié)構(gòu)體進行解析，根據(jù)消息幀ID號進行判讀，按照通信協(xié)議格式解析得到8個BYTE數(shù)據(jù)。對結(jié)構(gòu)體變量進行信息賦值后，可以進行CAN消息的發(fā)送。結(jié)束數(shù)據(jù)采集任務(wù)后，需要對任務(wù)進行清除，釋放緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，以便使任務(wù)數(shù)據(jù)占用得到減少。在數(shù)據(jù)顯示方面，需要以波形圖、表格等各種形式進行測試數(shù)據(jù)展示，采用LabVIEW可以完成系統(tǒng)界面設(shè)計，利用數(shù)值控件進行電池測試數(shù)據(jù)信息的顯示。

2.4 數(shù)據(jù)存儲管理

在測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲管理方面，應(yīng)用LabVIEW無法直接進行數(shù)據(jù)庫訪問。實際數(shù)據(jù)庫需要進行電池單元電壓、狀態(tài)信息、故障信息、電流、溫度等大量數(shù)據(jù)的存儲，并且各數(shù)據(jù)之間關(guān)系復雜，給數(shù)據(jù)管理帶來了一定難度。應(yīng)用LabVIEW的豐富外部程序接口，可以利用ADO等方法與數(shù)據(jù)庫連接。采用LabVIEW數(shù)據(jù)訪問包，可以進行一系列ADO操作，完成數(shù)據(jù)庫連接的創(chuàng)建或刪除，并進行數(shù)據(jù)庫參數(shù)的讀寫，能夠?qū)?shù)據(jù)庫各種操作進行記錄。實際在測試系統(tǒng)中，可以采用SQL2005數(shù)據(jù)庫，通過在程序界面完成數(shù)據(jù)源名LIBATData的建立，能夠?qū)Σ煌姵販y試數(shù)據(jù)源進行區(qū)分，然后在系統(tǒng)界面進行源名稱的輸入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類存儲。系統(tǒng)包含大量數(shù)據(jù)存儲命令，需要利用LabVIEW控件操作程序進行數(shù)據(jù)存儲管理，在數(shù)據(jù)源中進行電池單元號等數(shù)據(jù)的存儲。因此，需要加強報表生成設(shè)計，應(yīng)用LabVIEW中ActiveX控件進行Word報表的生成，包含數(shù)據(jù)波形圖、測試過程數(shù)據(jù)、警告信息等各種數(shù)據(jù)。在實際設(shè)計過程中，可以結(jié)合需要打開固定word模板或空白word，然后進行信息輸入，并根據(jù)控件數(shù)量進行生產(chǎn)表格的追加管理。采用該技術(shù)，也能生成電子表格，結(jié)合控件內(nèi)容位置進行表格地址的導入，將鋰離子電池測試數(shù)據(jù)以電子表格形式導出。

2.5 測試功能效果

在操作測試系統(tǒng)時，可以通過選擇工作模式進行電池恒流充、放電測試，如選擇常規(guī)充電模式可以在充電25min后結(jié)束測試，確定電池電流是否恒定，對電磁電壓和溫度數(shù)據(jù)進行采集，驗證充電功能是否有效。選擇放電模式，需要將放電電流設(shè)置為1A，然后在25min后結(jié)束放電，得到電壓、電流和溫度曲線。采用萬用表驗證系統(tǒng)測量精度可以發(fā)現(xiàn)，在電池工作電壓測試方面，軟件測量值與萬用表相差在1mV以內(nèi)，電流值測試結(jié)果相差不超過5mA，能夠證明系統(tǒng)擁有較高數(shù)據(jù)采集精度。從電池溫度采集情況來看，采用恒溫試驗箱進行電池溫度測試，與系統(tǒng)溫度傳感器放在一起，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)測試結(jié)果與恒溫試驗箱測試結(jié)果相差不超過0.3℃，因此同樣能夠滿足測試精度要求。

3 結(jié)語

研究LabVIEW在鋰離子電池測試系統(tǒng)中的應(yīng)用問題可以發(fā)現(xiàn)，利用LabVIEW提供的上位機開發(fā)平臺，能夠較好進行測試系統(tǒng)程序的開發(fā)，并且能夠高效進行測試數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲管理，使系統(tǒng)測試精度得到提高。因此在鋰離子電池測試系統(tǒng)開發(fā)方面，應(yīng)當加強LabVIEW的應(yīng)用，從而使系統(tǒng)測試性能得到保證，滿足鋰離子電池生產(chǎn)管理需求。

參考文獻

[1] 王健，陳磊，溫小明.基于LabVIEW的鋰電池組溫度狀態(tài)的在線測試系統(tǒng)研究[J].電子世界，2018（18）：8-10.

[2] 印松.基于LabVIEW的動力電池密封性測試系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2018（04）：72-75.

Application of LabVIEW in? Lithium-ion Battery Test System

XIE Hong-ming

（Tianjin Jinniu Power supply material Co.， Ltd，Tianjin? 300400）

Abstract：In the production of lithium-ion batteries， it is necessary to rely on the test system for battery quality control. Based on this understanding， this paper discusses the application ideas and practices of LabVIEW in lithium-ion battery test system， and provides reference for people who pay attention to this topic.

Key words：LabVIEW; Li-ion battery; test system