LAND电池测试系统说明书LAND蓝电系列电池测试系统用户使用指南.docx

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第一章简介
蓝电（ LAND）系列电池测试系统是由武汉蓝电电子有限公司 ( 武汉金诺电子有限公司的前身 ) 自主研发的。

在开发过程中，我们借鉴了国外同类测试仪器的先进技术和经验，得到了美国同行的大力协助，在国内则有十八所、清
华大学等单位的鼎力支持。

即使以国际标准来衡量，我们的测试系统也是一
流的。

蓝电系列电池测试系统是针对锂离子、镍氢、镍镉等电池的通用性测试而研制的新一代电池测试系统。

根据 SONY公司锂离子电池测试标准，锂离子电池在恒流充电后必须经过一个恒压充电过程处理，方能将电池充满。

大约有30%的电能是靠恒压充电充入的。

为此，蓝电系列电池测试系统专门为每一
个电池通道增加设置了独立的硬件恒压源，同恒流源一样，恒压源也是可任意
编程控制的。

这就为锂离子电池测试提供了良好的硬件平台。

蓝电系列电池测试系统支持电池测试领域的绝大部分应用，包括材料研究、电池化成、容量分选、组合电池测试等等。

而且由于采用模块化结构，系统可
升级性非常好，用户在日后的使用过程中可以要求更换电流电压量程，可以要
求增加最新功能，甚至可以要求增加用户自定义功能。

确保用户一次投资，终
生受益。

事实上，蓝电（ LAND）系列电池测试系统经过多年磨砺、不断创新，系统的可用性（功能完备、简单易用）和可靠性（运行稳定、稳如泰山），已经得到众多用户的广泛认可。

系统内模块结构原理见图 1.1 。

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（图 1.1 ）
第二章性能概述
[ 注] 以下标注* 的条目，为非标准配置，或者需要增配必要的硬件。

一、每个模块提供 1 -- 8 个独立可编程通道
通常功率情况下，每个模块提供 8 个独立可编程通道。

在大功率（如超大电流）情况下，每个模块可提供相对较少的编程通道（ 1 – 8 个）。

模块内自带电源以及完整控制电路等，单个模块可独立工作。

多个模块通
过自带串口串联可以组成一个机柜，电池夹具可以以抽屉方式组合在机柜中。

每台计算机允许挂接 8-16 个机柜（1024-2048 通道），以适应大规模的应用。

对于每个独立通道，允许任意编程设定为恒电流充放电、恒电压充电以及
恒功率放电* 、恒阻放电、静置等工作模式；允许每个通道设定不同工作模式，通道之间完全独立，互不影响。

二、优良的编程特性
蓝电系列电池测试系统使用全屏幕表格式的测试编程（或工步编辑）界
面，非常简洁易用；同时，也能实现非常复杂的测试工作。

支持蓝电老版本
的测试编程界面。

1、最多可设置 80 个“工作步骤”。

2、结束条件支持对时间、电压、电流、容量，- △V 等 10 多种设置；支持
结束条件“ ≥ ”或“ ≤” 比较关系的任意设定；支持多个结束条件通
过“逻辑与”和“逻辑或”混合运算组成复杂的条件组。

3、支持（用户）自定义的变量。

三、完善的可控性能
蓝电系列电池测试系统具有强劲的强制跳转及参数重置功能，它允许用户
在通道程控工作状态下对电池的工作参数进行在线修正。

续接启动允许用户
对已经停止的通道恢复运行（数据保持接续）。

四、实用的“变更通道”功能
蓝电系列电池测试系统支持“变更通道” 功能，即允许用户将一个通道上未完成的测试改换至另一个通道上继续进行（数据文件自动接续）。

在当前通道故障或者需要重调精度等情况下，非常有用。

五、支持辅助测试通道 *
蓝电系列电池测试系统支持功能强大的辅助测试通道。

辅助测试通道本身
是一些功能比较单一的硬件设备，例如仅仅测量电压、温度或者压力信号等等。

但系统控制软件可以按用户的实际需要（允许用户自由配置）把各自独立的硬
件系统用软件相互关联起来，从而极大地扩展仪器的功能。

这种关联操作源自软件内在的集成能力，因而在用户看来，好象真正存在
着一台功能功能强大的硬件设备。

借助这种方式，用户可以增加对被测电池的
温度、压力等信号的监控，也可以监控组合电池的单体电压等等。

六、完备的安全保护措施
蓝电系列电池测试系统具有从硬件、下位机软件到上位机软件三级保护措
施。

其中上位机软件允许用户定义每个通道的过电压、欠电压、充电过电流、放电过电流、过充容量、过放容量等参数值。

七、简单有效的测试数据备份管理
蓝电系列电池测试系统既支持用户随时备份指定的测试数据，也支持用户
在启动通道时设置数据备份预约 ---- 一旦通道工作完成自动备份数据（备份目录由用户自由设定）。

支持通道统一编号管理。

八、基于 WIN98/WINNT/WIN2000/WINXP中文 ( 或英文) 软件界面
．．．
蓝电系列电池测试系统上位机软件是全新的 32 位程序，设计吸取了国内外
同类软件的优点，可实时显示通道工作状态，界面直观友好。

软件在运行期间，对用户的所有操作及数据的有效性完整性进行了充分的检查，适时给出提示或
警告，操作安全便捷。

另外，根据用户需求不断升级。

九、强大的数据及图形处理功能
蓝电系列电池测试系统上位机软件使用图形 -- 数据一体化窗口 , 可直接处理数据容量几乎无限制（可达数亿个采样点）。

1、支持用户设置个性化数据显示。

即允许用户设定仅显示自己关心的数
据条目，而隐藏其它数据条目，数据显示简洁明了。

2、支持用户设置个性化曲线图显示。

即允许用户设定自己喜欢的曲线图
样式和坐标轴显示外观。

3、曲线图支持双 Y 坐标轴；能同时绘制多条曲线；允许用户对任意数据
源进行绘图；用户可随意用鼠标拖拽曲线图进行移动或局部放大，并
支持网络浏览器式的“ 前进”/ “后退”。

4、支持对多个任意指定循环的测试曲线图对比或衰减分析（可以是不同
电池的测试数据）。

5、软件开放性好，支持多种方式的数据导出至EXCEL或 Origin 等常用工具
软件中。

十、独特的“电池配组”功能
蓝电系列电池测试系统的“电池配组” 功能使用了非常复杂的算法，并且为此建立了相应的数学模型，应该说有坚实的理论基础，在业内是开拓性的。

其配组结果几乎无可挑剔。

同时，算法具有非常大的弹性，很容易根据用户的要求继续扩展和完善。

十一、可靠高效的通信协议及同时驱动多串行口
蓝电系列电池测试系统全新的通信协议不仅效率极高，而且更可靠----绝对避免下位机通道与上位机显示状态不一致问题。

另外，软件具备同时驱
动多达 10 个标准串行通信口的能力。

多串口的使用，既成倍地提高了通信速率，也极大的扩充了单台计算机的驱动能力。

十二、记录完整的测试过程
4
进行了完备的记录。

尤其在电池研究方面，有时一个完整测试程序可能要持续
数周甚至数月，测试期间可能会发生很多意料之中或意料之外的事情，如掉电、停机、用户误操作、用户强制操作（如在线修改参数）等等，都会导致测试数
据一个异常变化（如电压突变）。

对测试过程的完备记录有助于排除这些外
部干扰因素。

十三、测量电压可高达300V
通常情况下，我们提供-5V -- +5V 的电压测量范围。

对于组合电池测量，根据用户需求可以提供高达10V、15V、24V、36V 直至300V的测量电压。

对于 5V 量程，测量误差仅为 1-2mV。

十四、控制电流可高达80A
通常情况下，我们提供 -1.5A -- +1.5A 的电流输出范围。

根据用户需求可以提供高达 3A、5A、10A、60A的控制电流。

对于从事材料研究的用户，我们提供 10mA量程的电池测试系统，最小电流可小到 0.01mA；另有一款 1mA 量程的电池测试系统，最小电流可到 1μA。

十五、支持在线修正电流电压精度
通常，电子仪器在长时间使用（正常使用）后，由于元器件老化漂移等原因会导致精度降低。

蓝电系列电池测试系统支持在线修正电流电压精度，通过在线精度重调，随时快捷的修正精度。

值得一提的是，我们所说的在线修正精度, 已经超越了“免开箱”层次，它允许用户“边测试、边校准” ---- 即用户可以直接对一个机箱的（任意）
部分通道进行校准，而完全不会影响同一个机箱上其它正在进行测试的通道，
当然更不会影响其它机箱的测试工作。

十六、特制电池夹具
蓝电系列电池测试系统可提供四类电池夹。

一类是通用型夹具，适用于夹持各类圆柱及方形电池；一类是科研用夹具（含大电流设备使用的夹具），用鳄鱼夹将充放电电极、测量电极全部引出，可以夹持任意种类的研究用异型原电池；一类是聚合物电池专用的夹具；还有一类扣式电池专用的夹具。

由于采用电池夹与仪器相对隔离的机柜结构，配合仪器本身提供的硬件软
件保护（保护电池不致过充、过放、过流等），大大的提高了系统的安全性，使得用户的无忧测试得以保证。

另外，电池夹具与机柜相对隔离的机柜结构也
使得对电池的恒温测试易于实现。

十七、 4 电极测量
所有电池夹具均为 4 电极， 2 个输出电极用于提供测试电流，另 2 个测量电极用于测量电池电压。

多电极测量不仅提高了测量精度，而且支持参比
电极测试，适合于电极材料的研究使用。

十八、通道输入阻抗高达1GΩ*
蓝电设备有一款微电流电池测试系统，它的任意一个电池通道均有1GΩ
的输入阻抗，因此保证测试过程中漏电流小于 0.01 μA，从而保证了测试结果的可信度，为微电流测量用户提供了有力保障。

十九、极好的可扩充性
蓝电系列电池测试系统由于采用模块化结构，因此具有很强的可扩充性。

这不仅表现在测试通道可任意增减，而且在测试功能上有极大的扩充空间。

例如，已经完成新增的功能有恒功率放电、恒阻放电（软件方式），支持电压型辅助通道、温度型辅助通道以及电流型辅助通道等等。

二十、极高的可靠性
故障频频的设备是最令人头痛的！为了保证可靠性，我们采取了以下措施：
1．所有主要元器件全部进口，并经过严格老化筛选；
2．所有半成品、成品必须经老化方可出厂；
3．成品随机抽样做振动实验；
4．每个电池通道有独立保护电路防止过流过压；
5．上下位机双重软件保护。

二十一、完美的掉电保护措施
在电池测试过程中，任何时候出现供电系统停电或掉电，本测试系统均能保证不丢失数据，重新上电后，测试系统具备自恢复功能，能从上次掉电的地方无缝接续，继续测试过程。

二十二、测量及控制精度
电流：0.1%RD+0.1%FS
电压：0.1%RD+0.1%FS
功率 * ：0.2%RD+0.2%FS（控制）， 0.1%RD+0.1%FS（测量）
时间：计算机系统时间± 1 秒（无累计误差）
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第三章硬件连接
一、机箱前后面板示意图（图 3.1 ）
①电源开关
②电源及状态指示灯
③通道工作指示灯
④电池检测端口插座
⑤单元编号标识
⑥电源插座
⑦通信口插座
⑧通信口插座（同⑦）
（图 3.1 ）
二、机箱上的电池检测端口插座示意图（图 3.2 ）
．．．
①连接电压检测极的正极
②连接电流输出回路的正极
③连接电流输出回路的负极
④连接电压检测针的负极
（图 3.2 ）
三、电池夹具使用说明
1、鳄鱼夹具（含大电流设备使用的夹具）
每套夹具有大、小各 2 个鳄鱼夹，分为红、黑 2 种颜色（如图 3.3 ）。

其中：
大红鳄鱼夹为电流输出正极，小红鳄鱼夹为电压检测正极，使用时与电池正极相连。

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大黑鳄鱼夹为电流输出负极，小黑鳄
鱼夹为电压检测负极，使用时与电池负
极相连。

（图 3.3 ）
[ 提示 ]测试中使用参比电极（即三电极）时，如何连接？●由于大红鳄鱼夹和大黑鳄鱼夹组成电流回路，因而，大红夹接
正极，大黑夹接负极。

●小红鳄鱼夹和小黑鳄鱼夹组成电压检测回路，因而，应连接工
作电极和参比电极。

对于正极材料：小红夹接工作电极 ( 正极 ) ，小黑夹接参比电极。

此时，电压检测值正常。

对于负极材料：小红夹接参比电极，小黑夹接工作电极 ( 负极 ) 。

此时，电压检测值反相。

2、通用电池夹具
可以适用于各类圆柱及方形电池的夹持。

3、聚合物电池夹具
可以适用于聚合物电池的夹持。

4、扣式电池夹具
可以适用于扣式电池的夹持。

四、与计算机连接
一般情况下，计算机提供有 2 个 RS232串行通信口（ 9 针或 25 针），使用任意一个或同时使用两个来连接电池测试系统的机箱。

在进行连接时，将通信电缆线（随测试系统提供）一端插入电池测试系统
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的机箱背面的通信口插座（图 3.1 之⑦或⑧），另一端插入计算机的 RS232 串行通信口即可。

若您的计算机串口是 9 针的插座，可直接将通信线插入计算机 9 针串口插座中。

若您的计算机串口是 25 针的插座，则可以使用 25 针
转 9 针的通信转接头（测试系统提供的附件）进行转换，再将通信线插入转
接头的 9 针插座中。

[ 提示 1] 测试机箱背面有 2 个通信口插座，两个插座功能完全相同，使用
其中任意一个均可。

如果有多个测试系统机箱的话，可以将一个插座与计算机
相连接，另一个插座与下一台机箱插座串接，并依次串接下去，这样，便可实
现一台计算机控制多个机箱。

[ 提示 2] 如何同时使用 2 个 RS232串行通信口连接电池测试系统的机箱？
通常在系统的机箱较多时，使用 2 个（或多个） RS232串行通信口连接方
式有利于提高通信速率，也扩充了单台计算机的驱动能力。

其方法与使用1 个RS232串行通信口连接非常类似：将系统的机箱分为2 组（可以任意组合，但平均分配有利于平衡负载），各组内的机箱依次串接，然后分别连接到计算机的 RS232串行通信口上即可。

对于上位机软件而言，软件界面没有任何变化，也不需要用户做任何特别
的配置 ---- 软件自动完成全部配置工作（即使用户先使用 1 个 RS232串行通
信口连接，后改为 2 个 RS232串行通信口连接，软件也不需要重新安装，只需要执行菜单命令“测试” >“智能联机”或重启一遍即可）。

[ 提示３] LAND电池测试系统的对多个串行通信口的控制对用户而言是全
透明的 ---- 也就是说，用户不需要关心测试机箱连接在哪个串行通信口上，
而且，测试中途的任何时候，用户可以将连接在一个串行通信口的测试机箱
转移连接至另一个串行通信口，然后只是简单的执行菜单命令“测试” >“智能联机”即可保证所有的测试无缝接续。

[ 提示 4] 如果用户使用“ PCI->串口”卡、“USB->串口”或其它的串口扩
充卡，只要串口编号在 COM1～COM10之间，软件能够识别。

此时，如果不
能成功联机，有可能会涉及测试软件的配置操作，届时请联系设备的技术服务
人员。

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第四章软件组成及安装
一、软件运行环境
●586 以上 PC机
●16MB以上内存（推荐 32MB）
●100MB以上自由硬盘空间
●WIN98/WINNT/WIN2000\WINXP操作系统
●至少 1 个有效的 RS232通信口
二、软件组成
软件主要由两部分组成。

此外还有些其它附件（如数据文件示例等等）。

1、 LAND电池测试系统“控制软件” ----LANDct.exe：
软件系统的核心部分。

它负责（或控制）通道测试的整个过程（包括启动、停止、强制跳转等等），以及测试数据文件的生成和备份管理。

2、 LAND电池测试系统“数据处理软件” ----LANDdt.exe：
负责测试数据处理和绘图，以及数据导出、电池配组、打印等等功能。

[ 提示 1] 以上两个部分可以单独运行，同时也能相互关联。

从“控制软件”
（LANDct.exe）中执行“打开数据”命令，可以自动激活“数据处理软件”
（LANDdt.exe），同时打开相应的数据文件。

[ 提示 2] 实际使用中，如果有两台以上的计算机用于处理数据，可以简单
的将“数据处理软件” （ LANDdt.exe）复制到其它计算机时即可，而无须进行多次安装。

三、安装方法
执行软件安装盘中的SETUP.EXE即出现类似以下运行界面，图 4.1 。

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（图 4.1 ）
1.设定安装目录：
您可以使用默认目录 C:\LANDCT，也可以点击“浏览”按钮，自己设
定安装目录。

目录设定完毕后，点击“安装”按钮，程序开始自动安装；
2.创建快捷方式：
安装过程中，在完成文件复制后，要求用户确认创建快捷方式（如图
4.2 ）。

（图 4.2 ）
3.启动：
用鼠标双击“LAND电池测试” 快捷图标（或者用鼠标点击
WINDOWS“开始“按钮，从弹出的开始菜单中选取“LAND电池测试”项）运行控制软件．
用鼠标双击“LAND数据处理” 快捷图标（或者用鼠标点击
WINDOWS“开始“按钮，从弹出的开始菜单中选取“LAND数据处理”项）运行数据处理软件．
第五章LANDct （控制软件）使用说明
[ 如何使用菜单 ]
在 Microsoft WINDOWS操作系统及其应用程序中，下拉式菜单及多级菜单非常常见。

其使用方法通常是用鼠标左键逐级点击选择， LANDct也遵循了这一常规。

本文此后将使用符号“>”来表示菜单的逐级关系。

如：菜单“文
件 > 打开 > 文本文件”，表示“文本文件”是“打开”菜单中的子菜单，而“打开”又是“文件”的子菜单。

[ 鼠标右键的使用 ]
通常的情况是，用户在不同界面下有不同的操作需求。

简单地将大量的
操作堆砌在主菜单下，常常会把用户吓坏，用户也很难记住哪个操作该到哪
个菜单下去找，而且使用麻烦。

使用鼠标右键就不同。

LANDct 和 LANDdt使用了很多的鼠标右键，在不同界面下点按鼠标右键，会弹出不同的浮动菜单，以完成所需的操作。

我们尽可能做到，“无论何时，点按鼠标右键，您得到的就是您想要的”。

一、软件启动
用鼠标双击“ LAND电池测试”快捷图标（或者用鼠标点击 WINDOWS“开始“按钮，从弹出的开始菜单中选取“ LAND电池测试”项）运行控制软件．LANDct启动后主界面如图
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（图
[ 提示 1] 软件启动前，应先打开电池测试系统电源，并保证测试系统的通
信口与计算机串口连接可靠。

软件在启动时将自动进行智能联机，即检测有哪
些测试系统机箱被有效连接，并显示通道的实时状态界面。

其智能联机中的
“智能”体现在： 1）智能识别串口号及串口传送波特率，无需另外设置，因
此若没有连接上任何机箱单元，则应检查计算机串口是否有效以及通信线
连接是否可靠； 2）下位机能在上位机的统一协调下，主动登记注册，因而智能联机的速度非常快，同时也无须用户对联机进行任何配置设定。

[ 提示 2] 软件启动前，没有先打开电池测试系统电源，或者没有将机箱的通信口连接到计算机串口上，可以在软件启动后，再打开电池测试系统电源，或者连接好通信线，然后选择菜单“测试 > 智能联机”，软件将重新执行智能联
机过程。

[ 提示 3] 如果软件曾经运行并进行过通道控制操作（如启动、停止通道等），再次运行软件，通道将能自动恢复到上次软件退出时的状态，如继续工作或者显示停止信息。

[ 提示 4] 软件启动后，会在计算机显示屏的右下角增加一个闪烁的小图
标。

如果软件主窗口被最小化，软件被隐藏于后台运行（显示屏底部的任务
条中的窗口标题也消失）。

用鼠标左键或右键点击右下角闪烁的小图标，可以将软件激活显示至前台。

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二、软件功能概述：
要全面使用本软件的所有功能，必须要有相应的电池测试系统的硬件支
持。

本软件针对电池测试方面，主要有14 个功能项：
1、工作过程设置：即通道自动测试过程编程，它是通道测试最核心的部
分。

2、通道实时状态显示：实时通道的充放电状态（包括电压、电流、容量、
循环次数等）以及工作停止信息。

通道控制操作功能都是在通道实时
状态显示窗口中，点击鼠标右键以弹出的菜单的方式实现的。

3、通道选取：在进行通道控制操作（如启动通道、停止通道等）之前，
首先必须明确本操作是针对那些通道进行的 ---- 即确定操作对象，这
里称之为通道选取。

这是在所有通道控制操作之前都必须进行的一步。

4、启动通道：软件支持对每个电池通道（或者一批电池通道）的工作过程分别独立编程。

启动通道后，通道即按编程设定的工作过程自动进行
工作。

工作过程可以由很多工作步骤组成，在每个工作步骤中可以定义
不同的工作模式及工作参数，如恒流充电、恒流放电、恒压充电、或静
置等等。

当然，工作步骤中还包括结束条件等参数。

5、停止通道：一个正在工作的通道，在完成所有设定的工作过程后，会自
动停止；同时，软件也允许用户随时强制中止其测试工作。

“停止通道”
和“续接启动”的配合使用可以实现通道测试工作的暂停和恢复
功能。

6、强制跳转：用户可以在通道当前工作步骤正在进行时，强制中止通道
当前步骤的执行而跳转至指定的工作步骤，对应通道的电池状态及测
试数据的正常延续。

7、过程参数重置：即在线修改参数。

如果用户在通道工作一段时间后，
根据实际情况，需要动态修改通道的工作参数时，可以使用过程参数
重置功能。

同“强制跳转”一样，“过程参数重置”能保持通道的电池
状态及测试数据的正常延续。

8、续接启动：对于已经停止测试工作的通道，如果用户认为仍然由继续
工作的必要（如用户只是想暂停测试或误操作停止、安全停止等等），可以使用“续接启动”功能恢复其测试工作。

“续接启动”也能
保持通道的电池状态及测试数据的正常延续。

9、通活性物质参数：主要用于以后处理通道测试数据时计算比容量，
10、测试数据备份：包括数据即时备份和数据预约备份。

11、通道测试状态查询：实时查询正在工作或曾工作过的通道的详细
信息。

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12、删除状态信息：删除通道的工作状态信息（但不删除测试数据）。

13、打开数据：自动激活“数据处理软件” （LANDdt.exe），同时打开
相应通道的测试数据文件。

14、变更通道：允许用户将一个通道上未完成的测试改换至另一个通道
上继续进行（数据文件自动接续）。

其它功能，例如：过程名列表管理、用户备份目录管理、通道报警、精度校准（与 LANDCali.exe 配合）、系统硬件参数备份以及列举通信端口等功能。

另外，关于“辅助测试通道”，参见“用户指南 / 辅助测试通道”部分（随配套的辅助测试通道硬件分发给用户）。

三、软件功能使用：
1、通道控制（及相关）操作：
包括工作过程参数设置、启动通道、停止通道、强制跳转、过程参数重
置、续接启动、测试数据备份、活性物质参数、通道测试状态查询以及
打开数据等。

1）工作过程参数设置：
详见本用户使用指南“附件”文档。

2）通道实时状态显示：
LANDct的主界面即是通道实时状态显示窗口。

[ 提示 1] 通道实时状态显示窗口有那些内容？在窗口中点击鼠标右键，有那些弹出的菜单？。