锂离子电池上位机项目开发计划.docx

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锂离子电池上位机项目开发计划

电池项目

产品设计文件

项目名称：

拟制：

日期：

审核：

日期：

批准：

日期：

1.功能简介

1.1平台

本程序在WINDOWSXP/WINDOWS7简体中文版或英文版操作平台下运行，具有操作简单方便、界面友好等优点。

系统结构及工作原理如下图所示，

本系列锂离子电池自动检测化成设备是一个主从式两级控制系统。

PC机为上位机，检测设备为下位机，一台上位机最多可以控制10个单片机，上下位机采用RS485电缆连接。

通过上位机，可以实现启动下位机的电池巡检监控、数据采集、存盘、容量分选、数据统计及输出报表等功能。

下位机是以16位单片机控制系统。

1.2上位机软件运行说明

1.2.1运行环境

对于中文版本软件，需要WINDOWSXP以上简体中文版操作平台；对于英文版本软件，WINDOWSXP以上简体中文版、WINDOWSXP以上繁体中文版、WINDOWSXP以上英文版操作平台都适用。

建议在运行本软件时，不要运行其他软件。

1.2.2打印机要求

要求配置WINDOWS支持的打印机型号。

1.2.3系统组成

1）BK-3000系列锂离子电池自动检测化成设备（1～10台）。

2）微型计算机一台。

3）打印机一台。

4）专用控制软件一套。

1.2.4工作原理图

1.3功能

具有以下主要功能：

1.此程序可同时控制10个单片机工作。

2.可设置32个工步参数、可设置最多256个循环，可以先做小电流充放循环，然后再做大电流充放循环，反之也可。

3.可根据指定循环号和工步号的开路电压和指定循环号和工步号的平均电压、容量及到达5个指定特征电压点的时间等多个参数综合分选电池。

4.保留每个充放电工步的开路电压、平均电压、终止电压、终止时间、终止容量、终止电量、终止电流等，对于放电工步，还自动计算衰减容量、放电效率、损失比等。

5.保存每个电池的所有工步曲线（包括电压——时间、电流——时间、容量——时间、电量——时间等曲线），曲线点保存条件包括电压差（≥5mV）、电流差（≥5mA）、时间差（≥1min）等，用户可自由选择曲线采样条件。

6.设备不能脱机运行，如果脱机，将自动压缩曲线数据。

7.各种数据可保存、显示和打印。

8.文件名可设置为按时间自动设置或由用户自行设置。

9.各个柜号或同一柜号不同批次的电池数据可保存到同一个文件中。

10.电池巡检界面可选择图形显示、显示综合数据、显示分类数据、异常显示等。

11.提供容量统计功能，统计用户指定区段容量的电池的个数和百分率。

能自动计算分容工步放电容量的最大值、最小值、平均值。

12.打开数据文件，有综合数据、分类数据、统计报表、曲线、循环图等选择。

有打印选择和打印预览功能。

13.曲线可以局部放大、缩小，坐标可调，可以显示和打印曲线的具体数据、即每个曲线点的时间、电压、电流、容量、电量。

2.操作流程简介

2.1总体流程

2.2控制流程

2.3主要菜单

1、主菜单——位于主界面上方。

2、主要设置子菜单——单击主菜单的[主要设置]时显示，用于完成程序主要设置操作。

1）初始设置：

程序第一次运行时，要进行通讯设置、屏号设置、用户信息、其它设置和颜色设置等。

2）独占系统：

设置本程序运行时禁止其它程序运行；

3、控制部分子菜单——单击主菜单的[控制部分]时显示，用于完成联机控制操作。

1）启动工作：

设定工作参数并发送到下位机。

2）电池巡检：

监控电池柜的实时工作情况。

3）电池分选：

直接进行容量分选。

4）联机：

定时与下位机联机。

5）脱机：

与下位机推机，停止通讯。

6）联机脱机设置：

设置联机脱机柜号。

7）立即读数：

马上读取下位机数据。

8）复位：

复位当前电池柜。

9）通讯测试：

属于调试功能，用于检测通讯是否正常，用户不必操作此菜单。

10）调试窗口：

属于调试功能，用户不必操作此菜单。

11）重现断电现场：

再现断电以前的测试状态。

4、数据文件子菜单——单击主菜单的[数据文件]时显示，完成显示、发送到其他软件处理、打印检测数据操作。

1）打开：

打开一个数据文件。

2）关闭当前窗口：

关闭当前激活的窗口。

3）关闭数据文件：

关闭所有打开的数据文件及其显示窗口。

4）复制到剪切板：

把当前的表格或图形复制到剪切板中，在其它应用程序中可以粘贴。

5）发送到WORD：

启动WORD程序并新建一个文档，把当前的表格或图形复制到这个新文档中。

注意，只有安装有WORD程序的微机才能执行此操作。

6）发送到EXCEL：

启动EXCEL程序并新建一个文档，把当前的表格或图形复制到这个新文档中。

注意，只有安装有EXCEL程序的微机才能执行此操作。

7）页设置：

设置打印机的属性，例如纸张大小、横向或纵向打印等。

8）打印选择：

选择打印内容。

9）打印预览：

预览打印效果。

10）打印：

打印输出。

5、数据工具子菜单——单击主菜单的[数据工具]时显示，完成将测试数据导出到Access，制作及打开电池搜索引擎操作。

1）导出到Access：

把工步数据导出到Access，生成同名的MDB数据库文件。

2）制作电池搜索引擎：

建立或打开一个数据库，将测试数据导出到指定的数据库中。

3）打开电池搜索引擎：

从已经存在的电池搜索引擎数据库中查询某个编号电池的相关信息。

6、工步编辑菜单——在工步表格中按鼠标右键显示该菜单，主要用于工步的插入、删除、剪切、复制和粘贴等操作，支持多工步操作。

7、巡检控制菜单——是电池在实时检测中的功能菜单，在电池检测窗口中按鼠标右键显示

该菜单，主要用于选择当前显示模式、显示指定电池的曲线数据、选择鼠标左键的功能、特殊控制、显示设定值信息、显示历史记录等。

2.4工具条说明

3.具体检测步骤的操作说明

3.1进行初始设置

如果是首次安装并第一次运行本程序或重新安装后第一次运行本程序，必须进行初始设置，如果不是这两种情况，可以跳过此步骤。

进行初始设置的方法和步骤是：

3.1.1通讯参数设置

单击[主要设置][初始设置][通讯设置]，选择好与设备连接的通讯端口，根据实际情况选择COM1、COM2、COM3或COM4，程序安装后的默认通讯端口为COM1，通讯波特率规定为57600，用户可调整跟踪通讯时间和巡检通讯时间。

跟踪通讯时间——是指上位机每多少秒与跟踪柜号通讯一次，读取当前实时参数并刷新巡检参数界面。

读取巡检柜号当前工作状态并刷新巡检状态界面；

3.1.2屏号参数设置

单击屏号设置，选择设备型号，程序将自动设置好各项参数，如果需要改变默认值，例如曲线坐标等，可直接输入进行修改，如果有多于1个相同型号的检测柜，可以利用复制参数把屏号参数拷贝到其它屏号，并选中“现有柜号”中相应的列表项。

复制参数的方法：

单击[复制参数]，默认的被拷贝屏号为当前屏号，用户可以输入其他屏号作为被拷贝的对象，选中需要拷贝的屏号，按[确定]，完成拷贝操作。

屏号参数参考设置：

表2：

屏号参数设置表

型号

BK-3512L

BK-3384L

BK-3256L

每屏组数

8

6

16

分组数

4

4

2

每组个数

32

32

16

双屏？

带恒压充电？

恒压范围（mV）最大

4300

4300

4300

恒压范围（（mV）最小

3800

3800

3800

电流范围（mA）最大

2000

2000

2000

电流范围（mA）最小

50

50

50

电池显示电压（mV）最高

5000

5000

5000

电池显示电压（（mV）最低

0

0

0

曲线显示电压（mV）最高

5000

5000

5000

曲线显示电压（（mV）最低

2000

2000

2000

曲线显示电流（mA）最高

2000

2000

2000

曲线显示电流（（mA）最低

-2000

-2000

-2000

曲线显示容量（mAh）最高

2000

2000

2000

曲线显示容量（（mAh）最低

-2000

-2000

-2000

电池显示电压——是指在电池巡检界面中，用图形显示电池的实时电压，电池示意图的内部颜色方条将随电压的高低而上下浮动，当电池电压达到电池显示最高电压时，方条最高，与电池示意图顶部齐平，当电池电压下降到电池显示最低电压时，方条最短，与电池示意图底部齐平。

用户可以调整电池显示最高电压和电池显示最低电压的值，便于更明显地显示电池的电压变化。

曲线显示电压——规定显示曲线时，电压轴（Y轴）的最大值和最小值。

用户可以调整曲线显示最高电压和曲线显示最低电压的值，便于更明显地显示电池的电压曲线变化。

恒压范围——应与设备指标对应，在设置工作流程时，恒流恒压充电工步的上限电压被限制在这个范围内。

电流范围——应与设备指标对应，在设置工作流程时，充放电工步的电流值被限制在这个范围内。

3.1.3其它设置

单击[其它设置]，可进行一些选项设置，可设置分容方式、密码、程序出入口事项、文件设置、分容统计范围等设置。

这些设置的具体方法是：

A）分容方式：

对于一般用户，应选择本机直接分容。

B）程序出入口事项：

在项目前面打✓的，该项目生效。

C）文件设置：

如果用户需要程序自动设置文件名，可选中此项，并输入起始路径。

例如，用户输入的起始路径是“c:

\data_3512L”,用户在2002年10月3日8点10分启动设备进行充放电，则自动生成的文件名是“c:

\data_3512L\2002_10\03_08_10”,如果所有柜号都是在此时启动的，那么，这些柜号的检测数据将一同存到这个文件中。

如果用户不选中此项，程序将不自动生成文件名，需要用户按照自行规律设置路径和文件名，便于自主管理，如果用户不改动文件名，将延续上次的文件名。

另外，用户还可以选择工作结束后自动汇总到Access数据库。

D）分容统计范围：

用户可设置时间和容量的下限值，如果某一工位的时间或容量小于这个值时，将把该工位视为空位（没有装电池的工位），在统计中不考虑这些工位。

3.1.4用户设置

单击[用户设置]，进入用户设置窗口，用户可进行如下设置：

A）密码设置：

先输入原密码，在新密码和确认密码中输入相同密码，按[新密码生效]。

密码分为普通密码和高级密码，可由普通操作人员和生产管理人员分别设置。

B）用户信息：

用户可输入单位名称和操作员名称，这些信息将在打印数据和图表时一起打印出来。

C）参数单位选择：

对于电流、容量和电量，可选择不同的单位显示。

完成所有的初试设置之后，单击[确定]，将出现提示，

单击[确定]，退出程序使通讯及屏号参数生效。

3.2联机

在正在联机的柜号后打，表示该柜号被设为跟踪巡检柜号，按[确定]后，单击[控制测

试][联机]，计算机将读所有巡检柜号的工作状态，如果某柜通讯不成功，将提示“读第？

柜工作状态失败！

”，此时需要检查通讯通道，排除存在的问题。

如果通讯正常，在电池检

测窗口下部的柜号状态栏中将显示每个柜号的当前工作状态。

3.3启动工作

3.3.1编辑工步流程：

单击需要启动的柜号标签，如上图，选中的柜号标签为1，单击工作状态下面某工步行的单元格，将出现状态下拉框，可供选择的状态有：

结束、恒流充电、恒流恒压充电、搁置、恒流放电和循环，单击某个状态，则该行颜色相应改变，然后单击时间、电流、上限电压、下限电压、-ΔV、终止电流对应的单元格，输入数值后，按回车键，利用[]、[]、[]、[]键可以在表格中移动到不同单元格，按回车键可以编辑某单元格内容，相当于用鼠标单击该单元格。

另外，还可以设置循环，在状态下拉框选择循环，将弹出循环条件输入窗口。

用户需要输入的是循环起始工步和循环次数，程序将自动设置循环终止工步为循环工步的上一工步。

用户也可在单元格中直接修改循环条件。

单击某工步号，或选中某些工步号，按鼠标右键，将弹出工步编辑菜单，利用这个菜单，可以进行插入、删除、剪切、复制、粘贴工步等操作。

3.3.2容量报警设置（必须）

用户必须输入电池额定容量和工步报警容量，防止电池因为过充而发生爆炸。

当用户输入电池额定容量时，程序将根据该值自动设置工步报警容量，对于带恒压充电的设备，工步报警容量默认值为额定容量的1.15倍，当某工位某工步累计充放电容量超过报警值时，将停止该工位的充放电工作。

3.3.3分容设置

1）选择分容工步和循环（必须）：

用户必须输入指定的工步号和循环号。

分选时按照指定工步的开路电压，指定工步的平均电压和容量数据进行分选。

2）特征点设置（可选）：

用户可指定某些电压点（最多5个）作为特征点，分选时可按照到达这些特征点的时间作为分选条件。

3.3.4存盘设置

如果选择“结束后立即存盘”，则必须输入文件名（包括全路径“[盘符]：

\[文件夹]\[文件名]”），文件名可以是数字、英文字母或中文字，但不能是非法字符，如“、”、，、。

、/等，当检测柜完成充放电后，检测数据将自动保存到这个文件中。

如果用户不希望完成后保存数据，可以不选中此项。

3.3.5文件信息设置

用户可以输入本次检测的信息，如电池生产日期、批次、材料等，打印时，这些信息将一同打印出来。

3.3.6电芯编号

单击[电芯编号]，将弹出上图。

电芯编号将按照起始编号自动+1，如果电芯编号为空，则工作完成后，此电芯不加入化成报表和化成总报表中。

如果有空板，建议把空板对应的电芯编号设为空。

如果用户在起始编号中按回车键，程序将确认当前位号的电芯编号，并自动移到下一个位号。

3.3.7复制参数

如果有多台柜的设定值一样，可以通过[复制参数]，把参数（包括工步参数、曲线采样点设置、文件设置、曲线定位等）拷贝到其它柜号。

复制参数的具体操作请参阅初始设置中的复制参数操作。

3.3.8[保存流程]与[载入流程]

用户可根据具体设定特征输入某个代号，以便以后调用，按[确定]后，当前柜的工步设定值参数将保存到文件中。

按[载入流程]，可载入已经保存的工步设定。

3.3.9发送

设置好所有参数后，可以发送这些设定值到下位机，启动检测柜开始工作。

操作方法是，单击[发送]，选择需要启动的柜号，按[确定]即可。

选择柜号的方法请参考初始设置中的复制参数方法。

%注意：

如果要使某个工步的某个终止条件不生效，则清空该单元格，例如上图中的工步1，-ΔV对应的单元格为空，说明-ΔV不生效。

3.4电池巡检

发送完设定值后，单击[控制部分][电池巡检]，在电池巡检窗口，可以显示跟踪柜号的具体工作状态和每个电池的实时参数，通过不同颜色显示巡检柜号的简单工作状态。

如图，电池巡检窗口分为4个部分：

1、功能按键：

位于左上方，用于选择显示数据。

2、具体工作状态窗口：

位于右上方，按顺序具体显示当前柜号的当前工步号、工作时间、工作电流、设定时间和限制电压等终止条件。

3、简单工作状态窗口：

位于左下方，通过不同颜色显示巡检柜号的简单工作状态。

4、电池窗口：

位于中部，显示指定柜号的每个电池的实时状态和参数。

洋红色代表未寄存，蓝色代表已经寄存。

在图形显示方式下，电池顶部为红色时，代表该电池异常；在分类或综合显示方式下，数据底色为红色时，代表该电池异常。

在图形显示方式中，电池中间的数字是电池的实时参数,电压的单位为mV，时间的单位为分钟，电流的单位为mA，容量的单位为mAh。

电池巡检的主要功能如下：

1.显示指定柜号的具体数据

显示的方式可以选择图形显示、分类显示、综合显示、异常显示等。

2.切换显示柜号

可以方便切换不同柜号，方法是在简单工作状态窗口对应的柜号上点击鼠标左键，上位机将读取该柜号的具体数据并切换显示到该柜号。

3.显示设定值

点击功能按键左边第一个图标，将显示当前柜号的设定值和文件名、文件信息等参数。

其中，CI表示恒流电流，T表示设定时间，UV表示上限电压、CV表示恒压充电的设定电压、DV表示下限电压。

下面文本框显示的是检测数据将被保存的全文件名，用户输入的文件信息等。

当观察到设定值输入错误时，可以对设定值进行更改，方法是在[启动工作]中修改设定值后重新发送，修改值只对当前工步的时间、上限电压、下限电压、-ΔV生效，对下面工步生效，对文件名、文件信息生效，但对以前的工步和曲线定位不生效，因此，建议不要随便更改设定值。

4.显示历史数据：

点击功能按键左边第二个图标，将显示当前柜号的已经保存的工步数据。

5.显示曲线

可以查看每个电池的充放电曲线，方法是，保证功能按键的第三个图标为被按下状态，在图形显示方式下，点击对应电池的示意图，或在表格显示方式下，双击代表该电池工位的单元格。

在巡检曲线显示窗口中，纵坐标的最大值和最小值可以通过[初始设置]的[屏号设置]中[曲线显示最大电压]和[曲线显示最小电压]来调节，时间坐标是自动调节的。

用户可以选择单选、多选或全部显示，用户可在左上方的下拉框中选择所要显示的电池工位，另外，程序还提供曲线具体数据的显示，单击[具体数据]，将弹出曲线具体数据显示窗口。

6.寄存控制

保证功能按键的第四个图标为被按下状态，在图形显示方式下，点击对应电池的示意图，或在表格显示方式下，双击代表该电池工位的单元格，将弹出警告窗口。

此时，如果用户选择[是]，则程序将对当前柜号的指定电池进行强制性的寄存控制，如果原来电池的寄存状态为“寄存”，则被强制变为“不寄存”，如果原来电池的寄存状态为“未寄存”，则被强制变为“寄存”。

3.5电池分选

当所有工步结束后，单击[控制测试][电池分选]，将弹出容量分选窗口。

用户可按[选项]按钮进行分选条件的设置。

1、选择分选机号

程序自动把工作状态为“结束”的屏号列为选中机号，可同时对10个屏号进行分选，用户也可自行选择需要分选的屏号。

2、分选条件

1）分容代号：

可在下拉列表中选择某个分容代号作为分选条件，也可自行编辑新的分选代号并保存。

2）有效等级：

可设置该分选代号的最大有效等级（100个以内）。

3）等级表格：

设置每个等级的参数，包括等级名称，设定值中指定工步的开路电压上下限值，指定工步平均电压和容量的上下限值和到达5个特征点的时间上下限值。

如果某个电池的数据在这些值的范围内，将自动被分为对应的等级。

3、选择发送等级

当完成所有选项设置后，单击[确定]，返回分选窗口，所有电池将被分为对应等级，单

击等级下拉框，选择需要发送的等级名。

4、发送

单击[发送]按钮，设备上对应等级电池上方的指示灯将被点亮，此时可以把电池卸下，同时分选窗口中对应位置的“指示灯”也将变为红色，表格中对应行将显示绿色，等级名、电池的个数和百分比也一同显示。

点击屏号下拉框，可选择显示不同屏号的分选情况。

点击某个电池对应的指示灯，将跳转到对应的表格行，方便查看数据。

重复第3和第4步操作，直至把所有电池分选完。

3.6统计

当工作完毕并存盘结束后，用户可以打开数据文件，查看并打印检测数据和统计图表、

充放电曲线等。

单击[数据文件][打开]，将弹出请用户选择打开文件的窗口，

此时，用户可以去到不同的路径，选择所要查看的数据文件，单击打开，或双击指定文件名，就可以打开该文件。

数据文件提供分类数据、综合数据、统计报表、曲线和循环图显示等功能。

打开文件后，界面将默认显示综合数据。

当选择综合数据时，将显示每点电池的综合数据，包括放电开路电压、终止时间、终止容量、到达指定电压的容量和时间等。

如果用户在启动工作前没有指定特征电压，那么，综合数据和分类数据将只有前三项。

综合数据可以打印，默认情况下，程序只打印开路电压、时间和容量，如果用户希望打印更多内容，可以单击[数据文件][打印选择]。

选中内容列表的某些项目，如上图，蓝底白字的项目为被选中状态，如果在打印具体数据之前需要打印工步设定值，则在该项打，然后按[打印]即可。

单击左边下拉框，可以选择不同的显示模式，当选择分类数据时，单击右面下拉框，可以选择显示不同的分类数据。

如果一个文件中保存有不同柜号或不同检测日期的数据，可以单击中间下拉框，选择显示不同柜号或不同检测日期的数据。

单击左上方的图标，可以显示该数据的设定值情况和文件信息。

分类数据可以打印，在此界面单击主菜单的[统计部分][打印选择]。

用户可以输入标题、信息、备注等，如果需要在打印具体数据前先打印工步设定值，可以在该项目后打，然后按[打印]即可，如果先不打印，需要打印预览一下，可以按[关闭]，通过单击主菜单的[数据文件][打印预览]进行预览。

以下类同。

当显示模式选择为统计报表时，将对该文件的所有电池的放电容量进行统计，自动计算出电池总数、放电容量最大值、最小值、平均值等，如果用户输入合格容量，按回车或按[刷新]按钮，还可以计算出电池的合格个数、合格率等。

另外，输入容量区段的上限容量值、下限容量值，按[刷新]，可以计算出每个区段的电池个数、占电池总数的百分比等，并提供[保存区段]和[载入区段]等功能，具体操作请参考容量分选中的操作。

另外，程序还提供电池容量分布图，分布图的横坐标为容量，纵坐标为电池个数，默认情况下，横坐标从电池的最小值开始到电池的最大值结束，间隔为最大值与最小值的差除以10，如果用户希望修改分布图的容量最小值、最大值或容量间隔值，可以在界面右上方相应的位置输入数值，然后按[刷新]，或输入数值后直接按回车键。

统计报表和容量分布图可以全部打印或有选择性地打印，默认情况下，只打印统计报表，如果用户希望打印分布图，可以单击[数据文件][打印选择]。

用户可在需要打印的内容前面打，再按[打印]便可。

如果当前文件中保存有不同柜号或不同检测时间的数据，并希望对单独一次或其中几次放电容量进行统计，可以按[数据来源]按钮，选中列表中的需要统计的数据来源（蓝底白字的为选中状态），按[确定]，此时所有统计结果将按照用户所选的数据来源进行重新统计。

当显示模式选择为曲线时，将显示有曲线定位的各个电池的充放电曲线。

可以单独显示一条曲线，也可以显示多条曲线的叠加，或显示全部曲线的叠加。

另外，用户可以点击工步下拉框，显示某个工步的曲线。

如上图显示，界面显示的是全部放电曲线，由于在多条显示和全部显示时，不同电池的曲线是靠不同颜色区分的，不同颜色采用随机选取的方法，

另外，可以显示曲线的具体数据，在界面右上方的[数据]前面打，则曲线将垂直缩小，同时，在曲线图的下面显示曲线的具体数据，如上图所示。

如果用户需要对曲线进行局部放大，可以在需要放大的区域的左上角按下鼠标左键，并且按住不放，拖到需要放大的区域的右下角，如上图，然后释放左键，此时曲线横坐标的最小值和最大值将相应改变，达到局部放大的效果。

另外，用鼠标点击曲线一次，将还原整条曲线。

按键盘中部的[PageUp]可放大鼠标所在位置的曲线，按[PageDown]可缩小鼠标所在位置的曲线，按[←]或[→]键可使放大后的曲线左移或右移，按[]或[]键可以选择上一条或下一条曲线，相当于按[<]或[>]键。

直接点击下拉框，然后单击不同工位的电池同样可以改变显示不同工位的电池曲线。

充放电曲线和曲线具体数据可以打印，默认情况下，只打印