基于多温度梯度的电池全寿命加速老化数据采集与分析系统
项目介绍
本项目旨在构建一套完整的电池加速老化试验数据采集与分析系统。系统通过设计多温度环境下的电池加速老化试验,系统性地采集电池在充放电循环过程中的实时性能数据,并进行标准化存储与深度分析。项目核心目标是建立高质量、标准化的电池老化数据集,为电池寿命预测与健康状态(SOH)诊断算法研究提供可靠的数据支持,同时支持数据可视化、老化特征提取及寿命模型验证等功能。
功能特性
- 多温度梯度加速老化试验:支持在多个设定的温度梯度下并行进行电池充放电循环试验,实现电池老化的可控加速。
- 多通道实时数据采集:同步采集多个电池通道的实时运行数据,包括电压、电流、内阻、温度等关键参数,确保数据时序一致性。
- 数据标准化与存储:对采集的原始数据进行实时预处理与标准化,并存储为结构清晰的MAT格式文件,附带完整的试验元数据说明。
- 数据可视化与分析:提供电池性能退化曲线(如容量衰减、内阻增长)的绘制功能,支持多温度条件下的老化特征对比分析。
- 数据质量保障:自动生成数据质量校验报告,并对采集过程中出现的异常数据进行识别与标注。
- 老化特征提取:从循环数据中提取能够表征电池健康状态退化的关键特征指标。
使用方法
- 试验配置:在系统配置文件或主程序入口中,设定试验的关键参数,包括但不限于:温度梯度值、充放电倍率(C-rate)、循环终止条件(次数或时间)等。
- 系统初始化与连接:启动系统,初始化数据采集设备(如源表、温度箱控制器),建立与各硬件设备的通信连接。
- 启动试验:执行主程序,系统将根据预设配置自动控制温度箱环境,并按照设定的充放电协议对电池进行循环测试,同时进行实时数据记录。
- 数据监控:在试验过程中,可通过系统界面或日志实时监控电池状态和数据采集情况。
- 结果获取:试验结束后或中途暂停时,系统会自动处理并保存数据。输出的结果包括标准化的数据文件、分析图表及报告文档,存放于指定结果目录。
系统要求
- 软件环境:MATLAB R2018b 或更高版本。
- 硬件要求:
* 具备多个独立通道的精密电池测试系统(源表或电池循环仪)。
* 可编程多温度区温箱或恒温箱,支持远程通信控制(如GPIB、RS232、以太网等)。
* 计算机需配备与上述硬件设备通信所需的接口(如GPIB卡、串口等)。
- 支持工具包:部分功能可能需要 MATLAB 的 Data Acquisition Toolbox、Instrument Control Toolbox 等。
文件说明
主程序文件作为整个系统的调度与控制核心,承担了系统初始化、试验流程控制、数据采集任务调度、实时数据处理与存储以及最终结果生成与导出等一系列关键功能。它负责整合温度控制、电池充放电指令下发、多通道数据同步读取等底层操作,并按照预设逻辑完成完整的加速老化试验周期。