LabVIEW在锂离子电池测试系统中的应用探析

谢红明

摘要：在鋰离子电池制作方面，需要依靠测试系统进行电池质量控制。基于这种认识，本文对LabVIEW在锂离子电池测试系统中的应用思路和实践进行了探讨，为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：LabVIEW;锂离子电池;测试系统

中图分类号：TP274.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0232-01

1 LabVIEW在锂离子电池测试系统中的应用分析

实际在锂离子电池测试系统开发时，需要使系统能够用于进行锂离子电池任何工况状态的测试，完成电池电压、温度等各种数据信息采集，以便及时发现电池过流、过压和过热等问题，通过及时响应保证系统测试安全。应用LabVIEW，可以在虚拟仪器上进行系统测试功能的灵活设计，采用模块化的方式进行系统软件设计，顺利进行电池测试数据采集、传输和存储，为电池测试提供强有力的技术支撑[1]。作为工业标准图形化编程工具，LabVIEW能够用于测试、测量和控制系统的开发，能够将各种测量仪器硬件与计算机软件集成在一起，完成虚拟仪器系统的建立，为系统开发提供方案[2]。

2 LabVIEW在锂离子电池测试系统中的应用实践

2.1 测试框架设计

实际应用LabVIEW进行系统开发，可以完成系统测试框架的建立。从总体上来看，系统由上位机LabVIEW、可编程电源、电子负载、继电开关、锂离子电池、NImyDAQ构成。采用LabVIEW，能够对电源电压电流进行设定，也能实现电子负载模式的设定，从而对电池进行充放电控制。利用NImyDAQ，可以进行控制信号的发送，通过控制继电开关的闭合和开启状态实现充放电电路切换，然后进行电池工作状态电流、电压等参数的采集。借助通讯接口，可以将数据传输至上位机进行处理和存储。NImyDAQ为多功能便携设备，包含两路差分模拟输入端口，同时拥有8路数字输入输出端口，并且额外带有能够与万用表和上位机连接的端口。应用LabVIEW，能够实现电池充放电测试管理，并且能够进行通信信号解析和数据存储管理，使测试数据以电子表格、波形图等各种形式显示。

2.2 系统程序设计

采用LabVIEW进行系统测试程序设计，可以将系统主程序划分为在线帮助模块、数据采集模块、数据传输模块、数据存储模块等多个模块。其中，帮助模块用于介绍系统操作流程和注意事项，数据采集模块用于实现电池组测试数据分区采集，能够结合主任务要求进行程序子VI调用。利用DataSocket协议，系统能够将采集到的数据传输至上位机监控中心，然后以专用格式在数据库中存储。在实际设计的过程中，需要将主程序划分为多个子VI，使测试程序拥有清晰结构。而在系统操作内存中进行代码和数据保存，也能使程序运行时占用的内存量减少，促使系统运行效率得到提高，并且使程序运行可靠性得到保证。

2.3 数据采集通信

实际应用LabVIEW进行系统数据采集通信功能的开发，可以采用CAN通信加强系统信息交互，利用USB转换卡加强与计算机的通信连接。利用LabVIEW程序，可以对动态链接库进行调用，实现CAN数据收发和解析。在实践操作中，可以利用CallLibary功能节点调用动态链接库，对函数路径进行选择，然后利用函数进行测试参数的配置，采用回调函数进行测试数据采集。在接口函数库中，拥有通信程序使用说明，包含程序设计的簇结构体，能够用于实现结构体初始化CAN配置，并完成信息帧的定义。在程序设计阶段，需要将设备函数打开，然后进行指定CAN通道函数的初始化。启动函数后，能够对通道数据函数进行读取，从系统指定设备和通道进行测试数据的采集，同时清空指定缓冲区函数，用于进行采集数据的临时存储。在实际进行CAN通信过程中，需要对CAN消息帧进行获取，然后对指针结构体进行解析，根据消息帧ID号进行判读，按照通信协议格式解析得到8个BYTE数据。对结构体变量进行信息赋值后，可以进行CAN消息的发送。结束数据采集任务后，需要对任务进行清除，释放缓冲区数据，以便使任务数据占用得到减少。在数据显示方面，需要以波形图、表格等各种形式进行测试数据展示，采用LabVIEW可以完成系统界面设计，利用数值控件进行电池测试数据信息的显示。

2.4 数据存储管理

在测试系统数据存储管理方面，应用LabVIEW无法直接进行数据库访问。实际数据库需要进行电池单元电压、状态信息、故障信息、电流、温度等大量数据的存储，并且各数据之间关系复杂，给数据管理带来了一定难度。应用LabVIEW的丰富外部程序接口，可以利用ADO等方法与数据库连接。采用LabVIEW数据访问包，可以进行一系列ADO操作，完成数据库连接的创建或删除，并进行数据库参数的读写，能够对数据库各种操作进行记录。实际在测试系统中，可以采用SQL2005数据库，通过在程序界面完成数据源名LIBATData的建立，能够对不同电池测试数据源进行区分，然后在系统界面进行源名称的输入，实现数据分类存储。系统包含大量数据存储命令，需要利用LabVIEW控件操作程序进行数据存储管理，在数据源中进行电池单元号等数据的存储。因此，需要加强报表生成设计，应用LabVIEW中ActiveX控件进行Word报表的生成，包含数据波形图、测试过程数据、警告信息等各种数据。在实际设计过程中，可以结合需要打开固定word模板或空白word，然后进行信息输入，并根据控件数量进行生产表格的追加管理。采用该技术，也能生成电子表格，结合控件内容位置进行表格地址的导入，将锂离子电池测试数据以电子表格形式导出。

2.5 测试功能效果

在操作测试系统时，可以通过选择工作模式进行电池恒流充、放电测试，如选择常规充电模式可以在充电25min后结束测试，确定电池电流是否恒定，对电磁电压和温度数据进行采集，验证充电功能是否有效。选择放电模式，需要将放电电流设置为1A，然后在25min后结束放电，得到电压、电流和温度曲线。采用万用表验证系统测量精度可以发现，在电池工作电压测试方面，软件测量值与万用表相差在1mV以内，电流值测试结果相差不超过5mA，能够证明系统拥有较高数据采集精度。从电池温度采集情况来看，采用恒温试验箱进行电池温度测试，与系统温度传感器放在一起，可以发现系统测试结果与恒温试验箱测试结果相差不超过0.3℃，因此同样能够满足测试精度要求。

3 结语

研究LabVIEW在锂离子电池测试系统中的应用问题可以发现，利用LabVIEW提供的上位机开发平台，能够较好进行测试系统程序的开发，并且能够高效进行测试数据的采集、传输和存储管理，使系统测试精度得到提高。因此在锂离子电池测试系统开发方面，应当加强LabVIEW的应用，从而使系统测试性能得到保证，满足锂离子电池生产管理需求。

参考文献

[1] 王健，陈磊，温小明.基于LabVIEW的锂电池组温度状态的在线测试系统研究[J].电子世界，2018（18）：8-10.

[2] 印松.基于LabVIEW的动力电池密封性测试系统[J].仪表技术与传感器，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