基于VBA的鋰電池評價系統的實現

王衛華，趙慶云，謝紅明

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

基于VBA的鋰電池評價系統的實現

王衛華1，趙慶云2，謝紅明1

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

鋰電池性能測試需要進行幾百次充放電，根據大量的測試數據評價電池的循環性能。鋰電池測試設備將數據導出到EXCEL表里，需要用戶對各通道數據進行二次處理才能直觀看出電池性能的好壞。循環數據整理非常繁瑣，針對實際工作中的難點，在EXCEL里開發了“鋰電池評價系統”，大大提高了工作效率，確保評價數據的準確性，提升了鋰電池數據處理的自動化水平，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的應用程序功能，特別是Microsoft Office軟件。EXCEL表格處理數據功能強大，應用廣泛。在EXCEL里應用VBA建立宏，還可以處理復雜的數理統計及邏輯運算。利用VBA可以在EXCEL里進行二次開發，可實現復雜的數據統計[1]。

1 系統背景

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

2 系統分析

鋰電池測試設備廠家較多，公司選用的是武漢蘭電測試設備，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，尤其在數據導出方面表現出色，對于大批量數據，導出速度快而不會死機，可將在線通道的數據全部導出到一個EXCEL文件，不同的通道占用不同的表單。EXCEL文件名字默認為“Table_EachSheet”，即每次導出數據的EXCEL文件都是這個名字。鋰電池在導出數據時選擇導出的數據條目，這里選擇“序號”、“放電容量”、“平臺時間”，導出的“Table_EachSheet”表如圖1所示。

圖1 Table_EachSheet

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

為了便于編程，將電池數據表進行區域格式化，即固定的區域存儲固定的數據內容，主要有單次循環數據區域，數據比較區域，注液量、內阻等數據區域。單次循環數據區域是80行以下區域，如圖2所示。

圖2 電池數據表

如圖2所示32批電池數據，對比兩種電液性能，每種電液裝6塊電池，共12塊電池進行循環測試。循環數據存儲在80行以下的表格中，根據考察指標的多少，確定每塊電池數據占的列數，這里占5列，即1～5列是第一塊電池數據，6～10列是第二塊電池數據，以此類推。將每個通道的數據從“Table_EachSheet”里邊拷貝到數據表的指定位置，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情況，因而將各個電池的每10次數據篩選出來再進行排列，系統將容量數據和平臺數據分開進行比較，為了進行編程，將數據區域也進行固定，這里不再詳細介紹。

3 系統設計

3.1 功能設計

系統主要實現數據連續導出、連續衰減計算兩大功能。衰減計算又分為容量衰減計算、平臺時間衰減計算，這兩個子程序設計思路大同小異。

系統的操作頁面簡單實用，主要設置兩個按鈕，對應兩個程序：一個是將“Table_EachSheet”表里邊每一頁的數據自動拷貝到對應的數據表里邊；一個是連續計算運行程序，即一批接著一批數據執行容量衰減計算、平臺衰減計算、橫向排列匯總等子程序。系統界面如圖3所示。

圖3 系統界面

3.2 程序設計

3.2.1 連續拷貝程序設計

連續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列是數據拷貝的起點，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”的電池數據拷貝到EXCEL文件“2013電池數據”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。執行完第一行路徑后，執行下一行路徑。路徑表需要日常維護，根據電池通道的變化，循環的接續等情況，必須作出相應的更改。連續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)))判斷數據表里邊第2列，第5行起的單元格內容是否為空，如果不為空則一直循環執行拷貝程序。定義變量a，b，c分別為“電池數據表的名稱”、“循環數據拷貝起點的位置”、“Table_EachSheet.xls頁面名稱”，程序先跳轉到Table_EachSheet.xls的“C”表單，執行子程序“蘭電復制”，即復制要拷貝的數據，然后跳轉到2013年電池數據.xls的“a”表單，選擇“b”單元格執行粘貼功能，將參數n的值加1，重新返回While Not(IsEmpty(Cells(n,2)))語句進行判斷繼而執行相應操作。程序流程圖如圖4所示。

3.2.2 連續運算程序設計

“連續運算”程序也需要設計路徑表，圖3中第6列第5行起是路徑表，程序根據路徑表的內容跳轉到相應的頁面內，執行容量衰減計算、橫向排列匯總等子程序，執行完后跳轉到下一路徑，直到路徑表為空。各個批次之間的跳轉和“連續拷貝”程序類似，“容量衰減”與“平臺衰減”子程序設計相同，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實現了某一批次各個電池每次循環的容量衰減計算，部分程序如下：

圖4 連續拷貝程序流程圖

程序首先判斷Cells(z,2)是否為空，即判斷電池序號是否為空，不為空則執行內循環程序。例如這一批次有12塊電池，則執行外循環程序12次。參數m初始值為85，在內循環里遞增，步進值為1，參數q初始值為2，在外循環里遞增，步進值為5，因為每個電池數據在電池數據表里占5列。內循環計算各個電池每次循環放電容量的衰減值，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 連續運算程序流程圖

4 結論

本系統運行穩定，使用效果良好，極大地縮短了電池數據處理時間。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、發展最快的一種二次電池。對鋰電池循環數據處理工作進行優化，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宏語言的數據自動匯總研究[J].網友世界，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

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

王衛華