王衛(wèi)華，趙慶云，謝紅明

(1.天津金牛電源材料有限責(zé)任公司，天津300400；2.中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，天津300131)

基于VBA的鋰電池評(píng)價(jià)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

王衛(wèi)華1，趙慶云2，謝紅明1

(1.天津金牛電源材料有限責(zé)任公司，天津300400；2.中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，天津300131)

鋰電池性能測(cè)試需要進(jìn)行幾百次充放電，根據(jù)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)電池的循環(huán)性能。鋰電池測(cè)試設(shè)備將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL表里，需要用戶對(duì)各通道數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理才能直觀看出電池性能的好壞。循環(huán)數(shù)據(jù)整理非常繁瑣，針對(duì)實(shí)際工作中的難點(diǎn)，在EXCEL里開發(fā)了“鋰電池評(píng)價(jià)系統(tǒng)”，大大提高了工作效率，確保評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提升了鋰電池?cái)?shù)據(jù)處理的自動(dòng)化水平，具有實(shí)用意義。

VBA；EXCEL；鋰電池

Visual Basic for Applications(VBA)是Visual Basic的一種宏語(yǔ)言，主要能用來(lái)擴(kuò)展Windows的應(yīng)用程序功能，特別是Microsoft Office軟件。EXCEL表格處理數(shù)據(jù)功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛。在EXCEL里應(yīng)用VBA建立宏，還可以處理復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計(jì)及邏輯運(yùn)算。利用VBA可以在EXCEL里進(jìn)行二次開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]。

1 系統(tǒng)背景

隨著公司對(duì)研發(fā)投入的不斷加大，鋰電池測(cè)試設(shè)備數(shù)量迅速增加。研發(fā)需要將不同品種的電解液注進(jìn)電池進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，從而篩選出最優(yōu)的配方。鋰電池循環(huán)24 h不停機(jī)，在線電池?cái)?shù)量基本維持在200塊左右，即每天需要將200個(gè)通道的數(shù)據(jù)導(dǎo)出來(lái)進(jìn)行衰減計(jì)算，最后形成測(cè)試報(bào)告。數(shù)據(jù)處理工作枯燥、繁瑣，導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)反復(fù)的拷貝粘貼很容易出錯(cuò)。鋰電池?cái)?shù)據(jù)處理占用研發(fā)人員大量寶貴的時(shí)間，為了解決這個(gè)日益嚴(yán)重問(wèn)題，急需要量身制作一個(gè)鋰電池?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使研發(fā)人員將時(shí)間和精力用在電解液研發(fā)上面。

2 系統(tǒng)分析

鋰電池測(cè)試設(shè)備廠家較多，公司選用的是武漢蘭電測(cè)試設(shè)備，鋰電池是公司實(shí)驗(yàn)用的軟包裝鋰電池。蘭電電池測(cè)試軟件界面簡(jiǎn)潔實(shí)用，右鍵功能強(qiáng)，尤其在數(shù)據(jù)導(dǎo)出方面表現(xiàn)出色，對(duì)于大批量數(shù)據(jù)，導(dǎo)出速度快而不會(huì)死機(jī)，可將在線通道的數(shù)據(jù)全部導(dǎo)出到一個(gè)EXCEL文件，不同的通道占用不同的表單。EXCEL文件名字默認(rèn)為“Table_EachSheet”，即每次導(dǎo)出數(shù)據(jù)的EXCEL文件都是這個(gè)名字。鋰電池在導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí)選擇導(dǎo)出的數(shù)據(jù)條目，這里選擇“序號(hào)”、“放電容量”、“平臺(tái)時(shí)間”，導(dǎo)出的“Table_EachSheet”表如圖1所示。

圖1 Table_EachSheet

圖中頁(yè)面“_002_1”的數(shù)據(jù)即為2#機(jī)柜通道1的數(shù)據(jù)，頁(yè)面“_002_2”即為2#機(jī)柜通道2的數(shù)據(jù)。手動(dòng)操作時(shí)，需要將每個(gè)通道的數(shù)據(jù)拷貝到建立的電池?cái)?shù)據(jù)工作表中，電池?cái)?shù)據(jù)工作表是按日期記錄不同批次的電池?cái)?shù)據(jù)，每一批會(huì)有多個(gè)對(duì)比電液，每種電液裝若干塊電池，每一塊電池的循環(huán)數(shù)據(jù)都記錄在表中進(jìn)行保存、查詢。

為了便于編程，將電池?cái)?shù)據(jù)表進(jìn)行區(qū)域格式化，即固定的區(qū)域存儲(chǔ)固定的數(shù)據(jù)內(nèi)容，主要有單次循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域，數(shù)據(jù)比較區(qū)域，注液量、內(nèi)阻等數(shù)據(jù)區(qū)域。單次循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域是80行以下區(qū)域，如圖2所示。

圖2 電池?cái)?shù)據(jù)表

如圖2所示32批電池?cái)?shù)據(jù)，對(duì)比兩種電液性能，每種電液裝6塊電池，共12塊電池進(jìn)行循環(huán)測(cè)試。循環(huán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在80行以下的表格中，根據(jù)考察指標(biāo)的多少，確定每塊電池?cái)?shù)據(jù)占的列數(shù)，這里占5列，即1～5列是第一塊電池?cái)?shù)據(jù)，6～10列是第二塊電池?cái)?shù)據(jù)，以此類推。將每個(gè)通道的數(shù)據(jù)從“Table_EachSheet”里邊拷貝到數(shù)據(jù)表的指定位置，然后計(jì)算“容量衰減”。但這種格式不便于橫向比較各個(gè)電池的循環(huán)情況，因而將各個(gè)電池的每10次數(shù)據(jù)篩選出來(lái)再進(jìn)行排列，系統(tǒng)將容量數(shù)據(jù)和平臺(tái)數(shù)據(jù)分開進(jìn)行比較，為了進(jìn)行編程，將數(shù)據(jù)區(qū)域也進(jìn)行固定，這里不再詳細(xì)介紹。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)導(dǎo)出、連續(xù)衰減計(jì)算兩大功能。衰減計(jì)算又分為容量衰減計(jì)算、平臺(tái)時(shí)間衰減計(jì)算，這兩個(gè)子程序設(shè)計(jì)思路大同小異。

系統(tǒng)的操作頁(yè)面簡(jiǎn)單實(shí)用，主要設(shè)置兩個(gè)按鈕，對(duì)應(yīng)兩個(gè)程序：一個(gè)是將“Table_EachSheet”表里邊每一頁(yè)的數(shù)據(jù)自動(dòng)拷貝到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表里邊；一個(gè)是連續(xù)計(jì)算運(yùn)行程序，即一批接著一批數(shù)據(jù)執(zhí)行容量衰減計(jì)算、平臺(tái)衰減計(jì)算、橫向排列匯總等子程序。系統(tǒng)界面如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)界面

3.2 程序設(shè)計(jì)

3.2.1 連續(xù)拷貝程序設(shè)計(jì)

連續(xù)拷貝程序需要建立一個(gè)路徑表，路徑表的格式如圖3所示，1～4列是“連續(xù)拷貝”程序路徑表，第1列是電池序號(hào)，第2列是批號(hào)，第3列是數(shù)據(jù)拷貝的起點(diǎn)，第4列是“Table_EachSheet”的頁(yè)面，那么第一行的路徑解釋為，將“Table_EachSheet”里“_008_1”的電池?cái)?shù)據(jù)拷貝到EXCEL文件“2013電池?cái)?shù)據(jù)”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(zhí)行完第一行路徑后，執(zhí)行下一行路徑。路徑表需要日常維護(hù)，根據(jù)電池通道的變化，循環(huán)的接續(xù)等情況，必須作出相應(yīng)的更改。連續(xù)拷貝按鈕的程序運(yùn)用了While Not(IsEmpty())語(yǔ)句，主要程序如下：

在程序里邊用While Not(IsEmpty(Cells(n,2)))判斷數(shù)據(jù)表里邊第2列，第5行起的單元格內(nèi)容是否為空，如果不為空則一直循環(huán)執(zhí)行拷貝程序。定義變量a，b，c分別為“電池?cái)?shù)據(jù)表的名稱”、“循環(huán)數(shù)據(jù)拷貝起點(diǎn)的位置”、“Table_EachSheet.xls頁(yè)面名稱”，程序先跳轉(zhuǎn)到Table_EachSheet.xls的“C”表單，執(zhí)行子程序“蘭電復(fù)制”，即復(fù)制要拷貝的數(shù)據(jù)，然后跳轉(zhuǎn)到2013年電池?cái)?shù)據(jù).xls的“a”表單，選擇“b”單元格執(zhí)行粘貼功能，將參數(shù)n的值加1，重新返回While Not(IsEmpty(Cells(n,2)))語(yǔ)句進(jìn)行判斷繼而執(zhí)行相應(yīng)操作。程序流程圖如圖4所示。

3.2.2 連續(xù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)

“連續(xù)運(yùn)算”程序也需要設(shè)計(jì)路徑表，圖3中第6列第5行起是路徑表，程序根據(jù)路徑表的內(nèi)容跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的頁(yè)面內(nèi)，執(zhí)行容量衰減計(jì)算、橫向排列匯總等子程序，執(zhí)行完后跳轉(zhuǎn)到下一路徑，直到路徑表為空。各個(gè)批次之間的跳轉(zhuǎn)和“連續(xù)拷貝”程序類似，“容量衰減”與“平臺(tái)衰減”子程序設(shè)計(jì)相同，因而只以“容量衰減”子程序?yàn)槔M(jìn)行說(shuō)明，程序主要用嵌套循環(huán)實(shí)現(xiàn)了某一批次各個(gè)電池每次循環(huán)的容量衰減計(jì)算，部分程序如下：

圖4 連續(xù)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(hào)是否為空，不為空則執(zhí)行內(nèi)循環(huán)程序。例如這一批次有12塊電池，則執(zhí)行外循環(huán)程序12次。參數(shù)m初始值為85，在內(nèi)循環(huán)里遞增，步進(jìn)值為1，參數(shù)q初始值為2，在外循環(huán)里遞增，步進(jìn)值為5，因?yàn)槊總€(gè)電池?cái)?shù)據(jù)在電池?cái)?shù)據(jù)表里占5列。內(nèi)循環(huán)計(jì)算各個(gè)電池每次循環(huán)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(jìn)行衰減計(jì)算。程序流程圖如圖5所示。

圖5 連續(xù)運(yùn)算程序流程圖

4 結(jié)論

本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，使用效果良好，極大地縮短了電池?cái)?shù)據(jù)處理時(shí)間。鋰離子電池作為一種新型能源電池，將會(huì)是繼鎘鎳、氫鎳電池之后，市場(chǎng)前景最好、發(fā)展最快的一種二次電池。對(duì)鋰電池循環(huán)數(shù)據(jù)處理工作進(jìn)行優(yōu)化，使工作變得高效無(wú)誤，具有實(shí)用價(jià)值，非常值得大家去深入研究。

[1]張彥成.基于Excel宏語(yǔ)言的數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總研究[J].網(wǎng)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(wèi)華(1978—)，河南省人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化。導(dǎo)師：趙慶云(1963—)，山東省人，教授級(jí)高工，主要研究方向?yàn)榛すに嚒?/p>

王衛(wèi)華