LabVIEW在鋰離子電池測試系統中的應用探析

謝紅明

摘要：在鋰離子電池制作方面，需要依靠測試系統進行電池質量控制。基于這種認識，本文對LabVIEW在鋰離子電池測試系統中的應用思路和實踐進行了探討，為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：LabVIEW;鋰離子電池;測試系統

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中的應用分析

實際在鋰離子電池測試系統開發時，需要使系統能夠用于進行鋰離子電池任何工況狀態的測試，完成電池電壓、溫度等各種數據信息采集，以便及時發現電池過流、過壓和過熱等問題，通過及時響應保證系統測試安全。應用LabVIEW，可以在虛擬儀器上進行系統測試功能的靈活設計，采用模塊化的方式進行系統軟件設計，順利進行電池測試數據采集、傳輸和存儲，為電池測試提供強有力的技術支撐[1]。作為工業標準圖形化編程工具，LabVIEW能夠用于測試、測量和控制系統的開發，能夠將各種測量儀器硬件與計算機軟件集成在一起，完成虛擬儀器系統的建立，為系統開發提供方案[2]。

2 LabVIEW在鋰離子電池測試系統中的應用實踐

2.1 測試框架設計

實際應用LabVIEW進行系統開發，可以完成系統測試框架的建立。從總體上來看，系統由上位機LabVIEW、可編程電源、電子負載、繼電開關、鋰離子電池、NImyDAQ構成。采用LabVIEW，能夠對電源電壓電流進行設定，也能實現電子負載模式的設定，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送，通過控制繼電開關的閉合和開啟狀態實現充放電電路切換，然后進行電池工作狀態電流、電壓等參數的采集。借助通訊接口，可以將數據傳輸至上位機進行處理和存儲。NImyDAQ為多功能便攜設備，包含兩路差分模擬輸入端口，同時擁有8路數字輸入輸出端口，并且額外帶有能夠與萬用表和上位機連接的端口。應用LabVIEW，能夠實現電池充放電測試管理，并且能夠進行通信信號解析和數據存儲管理，使測試數據以電子表格、波形圖等各種形式顯示。

2.2 系統程序設計

采用LabVIEW進行系統測試程序設計，可以將系統主程序劃分為在線幫助模塊、數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據存儲模塊等多個模塊。其中，幫助模塊用于介紹系統操作流程和注意事項，數據采集模塊用于實現電池組測試數據分區采集，能夠結合主任務要求進行程序子VI調用。利用DataSocket協議，系統能夠將采集到的數據傳輸至上位機監控中心，然后以專用格式在數據庫中存儲。在實際設計的過程中，需要將主程序劃分為多個子VI，使測試程序擁有清晰結構。而在系統操作內存中進行代碼和數據保存，也能使程序運行時占用的內存量減少，促使系統運行效率得到提高，并且使程序運行可靠性得到保證。

2.3 數據采集通信

實際應用LabVIEW進行系統數據采集通信功能的開發，可以采用CAN通信加強系統信息交互，利用USB轉換卡加強與計算機的通信連接。利用LabVIEW程序，可以對動態鏈接庫進行調用，實現CAN數據收發和解析。在實踐操作中，可以利用CallLibary功能節點調用動態鏈接庫，對函數路徑進行選擇，然后利用函數進行測試參數的配置，采用回調函數進行測試數據采集。在接口函數庫中，擁有通信程序使用說明，包含程序設計的簇結構體，能夠用于實現結構體初始化CAN配置，并完成信息幀的定義。在程序設計階段，需要將設備函數打開，然后進行指定CAN通道函數的初始化。啟動函數后，能夠對通道數據函數進行讀取，從系統指定設備和通道進行測試數據的采集，同時清空指定緩沖區函數，用于進行采集數據的臨時存儲。在實際進行CAN通信過程中，需要對CAN消息幀進行獲取，然后對指針結構體進行解析，根據消息幀ID號進行判讀，按照通信協議格式解析得到8個BYTE數據。對結構體變量進行信息賦值后，可以進行CAN消息的發送。結束數據采集任務后，需要對任務進行清除，釋放緩沖區數據，以便使任務數據占用得到減少。在數據顯示方面，需要以波形圖、表格等各種形式進行測試數據展示，采用LabVIEW可以完成系統界面設計，利用數值控件進行電池測試數據信息的顯示。

2.4 數據存儲管理

在測試系統數據存儲管理方面，應用LabVIEW無法直接進行數據庫訪問。實際數據庫需要進行電池單元電壓、狀態信息、故障信息、電流、溫度等大量數據的存儲，并且各數據之間關系復雜，給數據管理帶來了一定難度。應用LabVIEW的豐富外部程序接口，可以利用ADO等方法與數據庫連接。采用LabVIEW數據訪問包，可以進行一系列ADO操作，完成數據庫連接的創建或刪除，并進行數據庫參數的讀寫，能夠對數據庫各種操作進行記錄。實際在測試系統中，可以采用SQL2005數據庫，通過在程序界面完成數據源名LIBATData的建立，能夠對不同電池測試數據源進行區分，然后在系統界面進行源名稱的輸入，實現數據分類存儲。系統包含大量數據存儲命令，需要利用LabVIEW控件操作程序進行數據存儲管理，在數據源中進行電池單元號等數據的存儲。因此，需要加強報表生成設計，應用LabVIEW中ActiveX控件進行Word報表的生成，包含數據波形圖、測試過程數據、警告信息等各種數據。在實際設計過程中，可以結合需要打開固定word模板或空白word，然后進行信息輸入，并根據控件數量進行生產表格的追加管理。采用該技術，也能生成電子表格，結合控件內容位置進行表格地址的導入，將鋰離子電池測試數據以電子表格形式導出。

2.5 測試功能效果

在操作測試系統時，可以通過選擇工作模式進行電池恒流充、放電測試，如選擇常規充電模式可以在充電25min后結束測試，確定電池電流是否恒定，對電磁電壓和溫度數據進行采集，驗證充電功能是否有效。選擇放電模式，需要將放電電流設置為1A，然后在25min后結束放電，得到電壓、電流和溫度曲線。采用萬用表驗證系統測量精度可以發現，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，電流值測試結果相差不超過5mA，能夠證明系統擁有較高數據采集精度。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，與系統溫度傳感器放在一起，可以發現系統測試結果與恒溫試驗箱測試結果相差不超過0.3℃，因此同樣能夠滿足測試精度要求。

3 結語

研究LabVIEW在鋰離子電池測試系統中的應用問題可以發現，利用LabVIEW提供的上位機開發平臺，能夠較好進行測試系統程序的開發，并且能夠高效進行測試數據的采集、傳輸和存儲管理，使系統測試精度得到提高。因此在鋰離子電池測試系統開發方面，應當加強LabVIEW的應用，從而使系統測試性能得到保證，滿足鋰離子電池生產管理需求。

參考文獻

[1] 王健，陳磊，溫小明.基于LabVIEW的鋰電池組溫度狀態的在線測試系統研究[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[J].儀表技術與傳感器，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