基于Labview架构平台式锂电池包测试系统研究

刘进向 陈 欣

（ 上海电动工具研究所，上海 200031 ）

基于Labview架构平台式锂电池包测试系统研究

刘进向 陈 欣

（ 上海电动工具研究所，上海 200031 ）

简要介绍直流电动工具配套锂电池包的测试方案，分析不同方案的特点及适用情况，针对实际需求提出以Labview为架构的测试实验平台方案，实现电池包、保护板等多项技术参数以及综合性能的自动化测试。

锂电池包 测试方案 Labview 实验平台

0 引言

在直流电动工具应用领域，锂离子电池以其具备的高能量密度以及高电压工作平台，已经逐步成为直流电动工具储能应用的主流选择。但锂离子电池对充放电要求较高，过度或不当的使用都会影响锂电池的使用寿命，甚至引发危险事故。因此，对锂电池包性能参数的指标测试应始终贯穿于设计研发到产品出厂的整个研发生产活动。

1 概述

为确保锂电池包能安全适度工作，在研发生产过程中，需针对其保护系统的各项性能参数进行系列相应测试。其中，在设计研发阶段，根据设计功能参数需求，需要对锂电池包及其保护板进行测试调试，而在产品生产阶段，各工序都要执行严格的质量管控，所需的相应测试同样必不可少。

本文主要介绍锂电池整包及保护板的测试解决方案，分析比较不同测试方案的特点和适用情况，根据实际工作需求，提出以Labview为架构的测试实验平台方案。

2 现有方式

目前，针对锂电池包整包及保护板的测试方式分为两种，一种是由各分立的设备仪器共同完成测试指标，主要应用在产品的设计研发阶段；另一种是使用集成测试仪器设备对产品进行流程式检测，主要应用在产品生产阶段。

2.1 分立设备仪器

在研发阶段，对锂电池包整包和保护板进行某项功能参数测试必不可少。一般情况下，利用实验室中常备的一些仪器仪表可完成相应测试。

如测试锂电池包整包放电过电流保护功能相关参数的操作流程：

1）对锂电池包充电至满电（避免放电过程中由于电压较低导致欠压保护，影响测试结果）；

2）锂电池包放电端连接电子负载，调节电子负载的放电电流，监测并记录电池包在各放电电流情况下的状态变化，分析记录数据及曲线，得到相关参数。

这种测试方式的优点在于较为灵活地测试电池包及电路板上的信号，可根据即时需求调整测试方式以得到所需测试结果。该方式缺陷在于操作较为繁琐，易受操作影响而降低测试结果精确性，且数据记录及数据管理异常繁琐，耗费人力物力。

2.2 集成式测试设备

针对锂电池包及保护板生产过程中的测试需求，市场上已有集成式测试设备，用户只需根据测试需求，在测试设备上设定测试流程和测试参数，即可完成测试流程。

图1所示即为一种集成式测试设备的测试界面，用户只需根据测试流程设定软件参数，即可对同一类产品进行大批量测试。

图1 集成式测试设备测试界面

这种测试方式适用于产品生产过程中的流程测试，操作简单、可重复性高，测试结果准确性稳定。但是该方式针对性较差，测试限制条件较多。

3 研发方案

基于上述两种测试方式，结合在试验研发阶段以及产品验证阶段的实际需求，提出以Labview为架构的测试实验平台方案。该方案目的是构建一个完整的可自动化测试电池包以及电池包保护板的各项参数与综合性能指标的测试测量系统。

应用此实验平台可按照设定流程对锂电池包整包及保护板进行快速准确的单项和全套测试，可通过人机界面发出测试指令实时收集所有测试数据，对收集数据进行存档、分析并形成确切分析报告和结论。

该实验平台测试系统建立在Labview与各仪器仪表底层通信的功能基础之上，可自动控制各部件实现电池包整包以及电池包保护板的功能参数与性能指标的测量。

系统软件结构选用层级式关系如图2所示，主要分为四层：电池包及保护板综合测试系统层、分系统功能模块层、单项测试模块层、仪器仪表通信驱动层。

系统整体软件测试流程如图3所示。

图2 系统软件结构图

图3 系统软件测试流程图

在该实验平台测试系统中，用户可选择连续流程测试模式，设定每项测试项目的测试参数和测试步骤，用测试治具连接被测电池包后，按照预设测试流程进行测试。根据测试结果，可以定性及定量分析电池包的整体功能参数和综合性能。

用户还可根据需求进行精确定量的单相测试，如被测电池包的放电过电流保护值参数等，只需设定测试项目及相应参数，即可得到精确数据及相关曲线。锂电池包测试实验平台结构如图4所示。

图4 锂电池包测试实验平台结构图

4 结语

平台式锂电池包测试系统采用计算机联网控制技术，整合所需测试内容和仪器，取代分离式仪器测试方法，属于智能化和柔性化测试，测试速度快、数据精确可靠。该系统应用Labview架构搭建，适用于研发设计和产品验证测试等阶段，由程序控制发出指令，便捷完成测试需求，实时提供数据存储整理、数据查询等数据库管理功能，还可将数据库信息上传云服务器，实现远程查看、分析等功能。其中，平台式锂电池包测试系统既可独立作为一个独立的测试系统，也可与其他测试实验平台（例如电机测试、工具测试）等组合成全面的直流电动工具及其关键零部件的测试实验平台系统。

Study on Labview Architecture Platform Lithium Battery Pack Test System

Liu jinxiang Chen Xin

(Shanghai Electrical Tool Research Institute, Shanghai 200031, China)

This paper briefly introduces the lithium battery packs for the DC electric tools different test scheme, analysis the characteristics and applicability of different schemes. According to the actual demand, put forward the scheme of test experiment platform based on Labview structure, and to realization battery pack, the protection board and many technical parameters and general properties of the automatic test.

Lithium battery Test scheme Labview Test platform

TM910.6

A

1674-2796（2014）06-0005-04

2014-10-22

刘进向（1989-）男，本科，主要从事锂电工具保护系统和测试方法研究设计工作。