基于LabVIEW軟件和PXI儀器的能源存儲恒電位儀

挑戰(zhàn):開發(fā)一個具有易用軟件具有用戶友好界面、高精度和高分辨率、多頻模式、低電流選項，和電子郵件/文本通知功能的恒電位儀電位/恒流器電流/阻抗分析儀系統(tǒng)(電位系統(tǒng))

　　解決方案:基于LabVIEW軟件和PXI儀器，使用恒電位儀來確定電池，電容和燃料電池等設(shè)備的能源存儲，額定功率和內(nèi)阻。

　　"使用先進(jìn)的NI模塊化儀器技術(shù)，SolRayo ETS可以達(dá)到或超過現(xiàn)有商用設(shè)備的速度和精度。同時，一個美觀的，友好的用戶界面大大提高了設(shè)備的可用性。"

　　可再生能源是當(dāng)今世界上增長最快的市場之一。能源存儲技術(shù)在風(fēng)能、太陽能和生物能等“綠色”能量產(chǎn)生源中起著重要的作用。應(yīng)用于能源存儲的公共和個人資金正在暴漲，使大量前所未有的研究領(lǐng)域推展到新電池，電容，燃料電池和其他能源存儲技術(shù)上。根據(jù)可再生能源市場的需求，我們設(shè)計了SolRayo 電化學(xué)測試系統(tǒng)(SolRayo ETS)，以滿足新一代創(chuàng)新的電化學(xué)研究團(tuán)隊的需要，加快開發(fā)能源存儲技術(shù)中的關(guān)鍵部分。

　　恒電位儀是用來輸出或吸收電壓或者電流到測試單元上，并測試它的響應(yīng)的一種儀器。在快速發(fā)展的高創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，如可再生能源中，現(xiàn)有的恒電位儀產(chǎn)品缺乏高效率電化學(xué)研究所需要的測試自動化和易用性。通常，這些儀器的學(xué)習(xí)過程比較長，軟件復(fù)雜且不易于使用，還有一些電子郵件和文本通知等重要特點是不存在或者不完善的。為了滿足我們客戶的需要，設(shè)計易于使用且具有串并行測試執(zhí)行的恒電位儀測試系統(tǒng)，SolRayo電化學(xué)工程師使用美國國家儀器硬件和LabVIEW創(chuàng)建一個易用的，軟件驅(qū)動的儀器。

　　為了開發(fā)新型電池或超級電容器等電化學(xué)設(shè)備，研究小組需要易于使用的軟件工具，同時還需具有當(dāng)今最先進(jìn)儀器硬件的功能。新的SolRayo ETS通過使用簡單圖形化設(shè)置界面，使學(xué)習(xí)時間減少到一個小時。同時，它也改善了進(jìn)入的配置選項，以滿足復(fù)雜的，全天候的電化學(xué)應(yīng)用。

　　恒電位儀最常用的應(yīng)用是分析能源存儲設(shè)備的性能特征：如電池，電容器和燃料電池。為了確定能源存儲設(shè)備的特征，SolRayo ETS可以做許多類型的實驗，如計時電位分析，計時電流分析和循環(huán)伏安分析，和阻抗譜分析。性能特征測量最常見的類型包括：

　　· 能量密度

　　· 電容

　　· 功率密度

　　· 循環(huán)壽命

　　· 內(nèi)部電阻

　　· 頻率響應(yīng)

　　· 充電/放電曲線

　　由于SolRoyo的模塊化，它還可以向用戶提供他們所在領(lǐng)域所需要的特定功能，如電化學(xué)，腐蝕和多點狀腐蝕，以及電變色，生物傳感器和太陽能光伏發(fā)電。

　　特征和優(yōu)點

　　根據(jù)來自電化學(xué)研發(fā)工程師的反饋，我們設(shè)計了SolRayo ETS，包括以下一些功能和優(yōu)點:

　　· 易于使用性——適合于從新手到高級用戶的使用。

　　· 具有直觀的，易操作的軟件界面——每年在安裝和運行成本上，可節(jié)省高達(dá)10,000美元。

　　· 培訓(xùn)和啟動時間短——使培訓(xùn)時間從幾周減小到半小時或更少的時間，使建立時間降低高達(dá)40倍。

　　· 同時、獨立的實驗——顯著地提高了測試吞吐量。

　　· 低電流和高電流實驗——使一個單系統(tǒng)適應(yīng)于更廣泛的應(yīng)用。

　　· 較大的靈活性——使高級用戶設(shè)計實驗，賦予更多的研究創(chuàng)新。

　　恒電位儀運行模式

　　SolRayo ETS有三種運行模式。當(dāng)測量待測設(shè)備的響應(yīng)時，固定的DC模式應(yīng)用或繪制出電流或電壓。高級的DC模式可以以特定速率斜掃或直掃電壓或電流。AC模式用于測量內(nèi)部電阻和其他頻率響應(yīng)。為此，恒電位儀產(chǎn)生高頻電壓正弦波并測量正弦波和產(chǎn)生的高頻電流波之間的相位偏移。每種模式的功能都使用美國國家儀器公司領(lǐng)先的PXI儀器技術(shù)來實現(xiàn)。

　　一種高性能并行測試軟件架構(gòu)

　　我們使用LabVIEW圖形化編程語言強大的并行執(zhí)行能力，開發(fā)了一個多功能的程序，該程序同時并獨立地運行多個類型的實驗。SolRayo ETS軟件創(chuàng)建的目的不僅是要簡單，還要功能強大。其直觀的設(shè)計使初學(xué)者能夠快速啟動，并穩(wěn)定地運行程序，而高級用戶可以制定高級設(shè)置選項，作為其特定應(yīng)用的需要。

　　可信任的NI技術(shù)的支持

　　SolRayo ETS恒電位儀的結(jié)果已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們顧客的期望。使用先進(jìn)的NI模塊化儀器技術(shù)，SolRayo ETS可以達(dá)到或超過現(xiàn)有商用設(shè)備的速度和精確度。同時，一個美觀友好的用戶界面大大地提高了設(shè)備的易用性。