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1鋰電池測試系統及數據分析軟件組成

1.1鋰電池測試系統。鋰電池測試系統包括上位機，中位機，下位機三大模塊。下位機負責數據的采集、數據的上傳，控制信息的執行；中位機負責協議的轉換、任務的分發和透傳；上位機負責流程的編輯，測試過程中的監控，測后數據的分析，統計數據的計算，報表的生成。1.2數據分析軟件的組成。數據分析軟件包括如下幾個部分：數據庫的讀取，數據的查詢，曲線繪制，表格視圖，實時顯示，報表生成，曲線對比，數據導出等功能。

2數據分析軟件設計

2.1多線程技術。由于本設計中，鋰電池的數據量比較大，達到百萬級別，讀取數據庫是非常耗時的，故本設計采用的是多線程技術，讀取與顯示界面UI進行分離，本設計采用是BackgroundWorker組件。利用BackgroundWorker組件的doWork事件方法執行耗時的讀取數據庫工作，利用BackgroundWorker組件的ProgressChanged事件方法進行數據的顯示和進度條的更新。數據庫的讀取采用Ado.Net組件,Ado.Net為微軟推出的一款數據庫訪問技術，類似Java中JDBC以及Hibernate開源框架。為ORM奠定技術基礎。本設計利用Connection類創建數據庫連接，利用Command對象承載SQL語句，使用DataSet對象以及DataTable對象作為數據容器，裝載數據。2.2統計算法。（1）恒流比：恒流充電階段充電容量與當前循環總充電容量的比值。（2）中值電壓：恒流放電階段的放電容量，該放電容量的一半，對應的電壓值。（3）充放電效率：每次循環中放電容量與充電容量的比值。（4）容量持有率：當前循環的放電容量與所有循環中放電容量的最大值的比值。在百萬級的數據量中，如何挖掘到有用的數據，猶如沙海淘金，只有通過一定的統計量，才能直觀，快速的反映出該電池的各種性能。電池的統計量有很多，其中還包括充電平臺電壓、放電平臺電壓、初始電壓、步次電壓等一系列的統計量。2.3曲線繪制。曲線繪制包括3個部分，第一個為歷史曲線繪制，第二多曲線對比，第三實時顯示。曲線繪制的X軸可以為測試時間，循環號，步號，放電容量等，曲線繪制的X軸跟Y軸有一定的對應關系。Y軸有電流，電壓，充電容量，放電容量，充電能量，放電能量等一系列的電池參數變量。曲線類型有直線，點劃線，點離散等通過它們之間的組合可以繪制出豐富多彩的曲線，達到直觀，可視化的效果。多曲線對比是將多個通道的歷史數據，同時繪制在一個坐標軸系下，同一電池參數下的曲線對比采用同一線型，不同曲線顏色來區分，不同的電池參數通過不同的曲線線型來進行區別。實時顯示是在測試過程中，通過動態實時的觀看繪制曲線的過程，可以初步判斷是否出現異常。本設計主要采用SQL語句Top關鍵字，定時刷新，若數據量小于1000個數據點，全部讀取，繪制曲線。若是數據量大于1000個數據點，只讀取最新的1000個數據點繪制曲線。2.4表格視圖。表格視圖大致可以分為三個部分，循環表格，工步表格，詳細表格。表格視圖中為了快速響應，本設計采用DataGridView中”虛模式”，即VirtualMode為True，利用CellValueNeeded事件驅動，動態填充所需數據。在循環表格以及工步表格中，數據量較小，并且分別有各自的恒流比，中值電壓，充放電效率等統計算法。計算比較繁瑣。故利用泛型Dictionary來存儲每一行的對象，該對象依照ORM原則，建立獨自的類并實例化的結果。詳細表格數據量相對較大，不能再用Dictionary來存儲。本設計采用動態刷新，根據CellValueNeeded事件判斷出請求的行，將該行數據以指定的行數(默認為1000)為冗余。從數據庫中提取并顯示數據。2.5數據導出。本設計支持Excel數據導出，CSV數據導出，同時也支持數據報表PDF。電池的全生命周期都需要以測試的電池數據為支撐。故無論是電池生產商以及新能源汽車生產商都需要電池測試數據。一般是以Excel作為為數據存儲的媒介。本設計的數據導出功能需要依賴與Microsoft公司的提供的COM組件。盡管有很多第三方的不依賴COM組件的，比如NPOI類似于Java中的POI，還有Epplus等。都可以在沒有安裝Office的情況下完成導出功能，但是他們在大數據量導出時，兼容性，魯棒性還有待完善。數據報表PDF導出功能，在電池檢測系統中應用也比較實用，一般電池研究院以及質檢中心對該功能的使用更為廣泛。對電池檢測完成以后，需要對該類電池的各種性能進行評價。最終形成數據報表PDF。相當于該類型電池的合格證書。本設計在數據報表PDF功能中，需要依賴于Interop.AxroPDFLib組件。該組件可以可視化PDF文檔，對PDF操作有良好的封裝。

3結束語

本設計主要是在動力鋰電池測試系統中，對測試的電池數據進行分析。主要包括曲線繪制功能，實時顯示功能，表格視圖功能，數據查詢功能，數據導出功能，查看統計數據，多曲線對比功能等。本設計滿足要求，以廣泛應用到鋰電池測試系統中。

參考文獻

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作者:李學廣 單位:國電子科技集團公司第二十二研究所