摘要：隨著能源危機和環(huán)境污染日益嚴重，電動汽車的蓬勃發(fā)展已成為必然趨勢。作為電動汽車能量的來源，動力電池已成為研究的重點[1]。電動汽車和可再生能源的快速發(fā)展，使得電池組健康狀態(tài)監(jiān)測變得越來越重要。通過該平臺，用戶可以實時監(jiān)測電池組的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應的措施。文章首先分析了電池組健康狀態(tài)監(jiān)測的需求和現(xiàn)狀，然后提出了基于微信小程序的監(jiān)測平臺的設計方案，并詳細介紹了平臺的功能和實現(xiàn)方法。文章還對平臺進行了測試和評估，結果表明該平臺具有良好的實用性和可行性。最后，還總結了設計和實現(xiàn)過程中遇到的問題，并提出了未來工作的展望。

關鍵詞：微信小程序；電池組；健康狀態(tài)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）22-0045-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

1 電池組健康系統(tǒng)

基于微信小程序的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測平臺的設計和實現(xiàn)是一個重要的項目，電池健康監(jiān)測的重要性不容忽視，它直接關系到設備的使用性能、安全性和壽命。這個平臺將結合物聯(lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)分析，通過實時監(jiān)測電池組的溫度、電壓、放電電流等參數(shù)，給用戶提供詳盡的健康狀態(tài)報告和預警信息，從而幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)電池組的異常情況，延長電池壽命，確保設備的安全穩(wěn)定運行。電池實際容量是指電池在充滿電的情況下所存儲的電能，是能夠直接表征電池壽命退化的重要參數(shù)[2]。通過獲取充電截止時刻電池組中每個單體電池的充電電壓值，獲取放電截止時刻每個所述單體電池的放電電壓值，根據(jù)所述充電電壓值和所述放電電壓值，確定所述電池組中的待定異常電池。其中，所述待定異常電池為充電電壓值高于第一電壓閾值，或者放電電壓值低于第二電壓閾值，或者充電電壓值與放電電壓值的差值高于第三電壓閾值的單體電池。根據(jù)預設規(guī)則從所述待定異常電池中確定健康狀態(tài)SOH和/或荷電狀態(tài)SOC不匹配的單體電池。通過這個項目的設計和實現(xiàn)，希望能夠為用戶提供更加便捷和可靠的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測解決方案，促進電動汽車和可穿戴設備行業(yè)的進一步發(fā)展。

2 電池組健康系統(tǒng)的功能需求

電池和電池管理技術的研發(fā)成為綠色能源行業(yè)的一大熱點。動力電池反復使用后會從汽車上退役，預計2025年我國退役動力鋰電池累計將達到78×107kg[3]。電池健康監(jiān)測在電動汽車、能源存儲系統(tǒng)、電池制造行業(yè)以及日常電子設備等領域都有著廣泛的應用需求。它不僅可以提高電池的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命，還可以優(yōu)化系統(tǒng)性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。

依據(jù)上述需求，本項目開發(fā)的基于微信小程序的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測平臺設計與實現(xiàn)系統(tǒng)，針對電池組單體的電壓、放電電流以及溫度信息解決方案，綜合計算電池的健康狀態(tài)，解決用戶了解當前設備的電池狀態(tài)，并建議用戶在必要時更換電池問題。產(chǎn)品可以應用于通信基站、邊緣計算節(jié)點的蓄電池組以及老化測試設備、生產(chǎn)自動化檢測、機房監(jiān)控等行業(yè)。

電池組健康系統(tǒng)的功能需求涵蓋了實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、預警診斷和數(shù)據(jù)存儲等多個方面。因此，電池健康狀態(tài)的準確估計對于電動汽車、通信基站以及邊緣計算節(jié)點來說都至關重要。

3 基于微信小程序的電池組健康系統(tǒng)的設計

為了確保電池組的長期穩(wěn)定運行和性能，需要一種有效的健康管理系統(tǒng)來監(jiān)測和管理電池組的狀態(tài)?；谖⑿判〕绦虻碾姵亟M健康系統(tǒng)是一種創(chuàng)新性的解決方案，它能夠充分利用微信平臺的廣泛應用和優(yōu)秀的用戶體驗，為用戶提供更加便捷、智能的電池健康監(jiān)測服務。

基于微信小程序的電池組健康系統(tǒng)將提供用戶友好的界面和用戶體驗。微信小程序為用戶提供了一種輕量級、跨平臺的應用形式，用戶無須下載安裝即可直接在微信中訪問和使用，這種便利性能夠大大提高用戶的接入體驗。同時，微信小程序還支持多種交互功能，如實時數(shù)據(jù)展示、遠程控制等，可以實現(xiàn)更加智能化的電池管理。

基于微信小程序的電池組健康系統(tǒng)能夠充分利用微信生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)電池數(shù)據(jù)的便捷管理和高效共享。用戶可以通過微信小程序隨時查看電池組的健康報告和歷史數(shù)據(jù)，同時還可以與其他用戶進行數(shù)據(jù)交流和討論，以提升電池管理的技能和經(jīng)驗。

此外，該系統(tǒng)還將與微信生態(tài)內(nèi)的智能硬件進行深度融合，實現(xiàn)對電池組的遠程監(jiān)控和智能控制。同時，系統(tǒng)還將與微信其他應用程序實現(xiàn)互聯(lián)互通，為用戶提供更加智能化、一體化的電池管理解決方案。

對基于微信小程序的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測平臺設計與實現(xiàn)系統(tǒng)的設計中除了完成以上基本功能外，針對電池組的工作環(huán)境、用途、高安全性等特點，系統(tǒng)還應該擁有以下優(yōu)點：

1） 具有便捷性和易用性。用戶只須在微信中打開小程序，即可隨時隨地查看電池組的健康狀況，無須下載額外的應用程序。這種便捷的方式使用戶能夠更加方便地監(jiān)控電池組的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。

2） 具有實時監(jiān)控和提醒功能。用戶可以通過微信小程序隨時了解電池組的電量、溫度、充放電狀態(tài)等信息，系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶設定的參數(shù)進行實時監(jiān)控，并在電池組出現(xiàn)異常情況時及時提醒用戶。這種實時監(jiān)控和提醒功能可以幫助用戶避免電池組過度充放電、溫度過高等問題，延長電池組的使用壽命。

3） 具有數(shù)據(jù)分析和報告功能。系統(tǒng)可以對電池組的使用情況進行數(shù)據(jù)分析，生成詳細的報告并向用戶展示。用戶可以通過這些報告了解電池組的健康狀況、使用情況和性能表現(xiàn)，從而更好地管理電池組，提高使用效率。

4 基于微信小程序的電池組健康系統(tǒng)的實現(xiàn)

系統(tǒng)交互共分為兩部分。第一部分為接收電池組信息，電動汽車將電池信息發(fā)送到服務器，然后將電池數(shù)據(jù)寫到消息隊列中，當隊列中發(fā)現(xiàn)有新存入的內(nèi)容時，處理并寫入數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫返回給服務器，服務器返回給客戶端。第二部分為處理用戶請求，當客戶端訪問服務器，服務器接到用戶請求后讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)展示給用戶。

4.1 云平臺

云平臺技術實現(xiàn)原理是利用云計算技術和云服務提供商的基礎設施，通過虛擬化技術將計算、存儲和網(wǎng)絡資源整合起來，為用戶提供靈活、可擴展的計算資源和服務。云平臺技術的實現(xiàn)原理包括虛擬化技術、分布式系統(tǒng)架構、自動化管理和安全保障等方面。在虛擬化技術方面，云平臺利用虛擬機技術將物理服務器資源虛擬化為多個虛擬服務器，從而實現(xiàn)資源的靈活分配和利用。在分布式系統(tǒng)架構方面，云平臺采用分布式存儲和計算架構，將資源分布在多個節(jié)點上，實現(xiàn)資源的高可用和可擴展性。云基礎設施具備冗余性和自修復性，可通過跨可用區(qū)部署、容災備份、故障自動轉移等手段確保核心監(jiān)控業(yè)務的 7×24 h 高可用性[4]。自動化管理是指通過自動化的方式對云平臺資源進行管理和調(diào)度，提高資源利用率和降低成本。安全保障是指云平臺通過多層安全防護和隔離技術，確保用戶數(shù)據(jù)和應用的安全性和隱私性?？偟膩碚f，云平臺技術實現(xiàn)原理是通過整合和優(yōu)化計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源，為用戶提供高效、可靠的云服務。

云平臺是服務器端數(shù)據(jù)存儲和處理中心。用戶可以通過客戶端進行操作，發(fā)出指令，而數(shù)據(jù)的處理會在服務器進行，然后反饋結果。云端平臺數(shù)據(jù)可以共享，可以在任意地點對其進行操作。云計算平臺可以劃分為以數(shù)據(jù)存儲為主的存儲型云平臺，以數(shù)據(jù)處理為主的計算型云平臺以及計算和數(shù)據(jù)存儲處理兼顧的綜合云計算平臺這三類。云計算平臺的架構分為以下幾層：

1） 基礎設施層：包括物理服務器、存儲設備和網(wǎng)絡設備等，用于提供計算和存儲資源。

2） 虛擬化層：通過虛擬機管理軟件，將物理資源劃分為多個虛擬機，實現(xiàn)資源的高效利用。

3） 管理層：包括云管理平臺、自動化管理工具和監(jiān)控系統(tǒng)等，用于管理和監(jiān)控云計算平臺。

4） 應用層：基于云計算平臺提供的資源和服務，部署和運行各種應用程序。

云平臺是一個基于云計算技術的系統(tǒng)，它提供了在云中管理和運行應用程序的能力。圖2為一個簡化的云平臺原理圖。

4.2 微信小程序端

微信小程序比App更方便快捷，它不需要下載，掃碼即可直接使用，得到廣大用戶的信賴[5]。微信小程序采用WXML、WXSS 和 JavaScript進行開發(fā)，本質(zhì)是一個單頁應用，所有的頁面渲染和事件處理，都在一個頁面內(nèi)進行，但又可以通過微信客戶端調(diào)用原生的各種接口。微信的架構是數(shù)據(jù)驅動視圖的MVVM模式，其視圖UI和數(shù)據(jù)是分離的，所有的頁面更新都需要通過對數(shù)據(jù)的變更來實現(xiàn)。小程序分為兩個部分：Webview和AppService。Webview主要用來展現(xiàn)渲染界面，AppService用來處理業(yè)務邏輯、數(shù)據(jù)及接口調(diào)用，通過系統(tǒng)層JSBridge實現(xiàn)通信，實現(xiàn)UI的渲染與事件的處理。

微信小程序是一種在微信平臺上運行的輕量級應用程序，具有許多優(yōu)點：便捷的傳播和分享用戶，可以通過掃描二維碼、搜索、分享等多種方式輕松獲取小程序，不需要通過應用商店下載安裝。無須安裝，用戶可以直接在微信中打開小程序，無須像傳統(tǒng)應用一樣下載、安裝和占用設備內(nèi)存。跨平臺兼容性，微信小程序可以在iOS和Android設備上運行，無須單獨開發(fā)不同版本。節(jié)省流量和空間，由于不需要下載，可以節(jié)省用戶的流量和設備存儲空間?？焖賳雍晚憫?，與傳統(tǒng)應用相比，小程序通常啟動更快，并且響應更迅速。便于更新，對小程序的更新和維護完全由開發(fā)者控制，用戶無須手動更新。強大的云開發(fā)支持，微信提供了一整套的云開發(fā)工具，使得開發(fā)者可以快速搭建后端服務，無須自建服務器。開發(fā)成本相對較低，相對于傳統(tǒng)應用程序，微信小程序的開發(fā)成本相對較低，同時也降低了運營和推廣成本。安全性高，小程序受到微信平臺的嚴格管理和審核，可以降低惡意程序和惡意行為的風險。提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，微信提供了豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具，可以幫助開發(fā)者了解用戶行為，優(yōu)化小程序體驗?？偟膩碚f，微信小程序在便捷性、跨平臺兼容性、社交屬性以及開發(fā)成本等方面都有明顯的優(yōu)勢，適合許多場景下的應用開發(fā)。

用戶可以在微信小程序中遠程實時在線查看蓄電池單體的電壓、放電電流、溫度信息以及電池的健康狀態(tài)，確保電池組供電系統(tǒng)安全運行。使用小程序前要先注冊賬號，在微信小程序的首頁可以點擊添加設備，閾值設置，控制下發(fā)，查看連接日志；界面中還顯示檢測儀設備列表，點擊某個設備可以查看設備的詳情信息。點擊添加設備，可以添加檢測儀設備，可以對設備進行定位。還可以對設備進行閾值設置，當閾值值大于設定的大小時，可以設置自動下發(fā)短信至手機。在個人中心中可以查看個人信息和設置短信通知，在短信列表中添加收件人的姓名及號碼，當超過閾值時，就自動發(fā)送短信給該收信人。

5 結束語

平臺在實現(xiàn)過程中會遇到一些問題。例如，如何確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和實時性，如何保障用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私以及如何實現(xiàn)與不同廠家的電池組設備的兼容性等。針對這些問題，本文進行了深入的研究和探討，最終找到了解決方案。隨著狀態(tài)監(jiān)測技術的不斷發(fā)展和進步，在實際生產(chǎn)中對設備的安全、穩(wěn)定、滿負荷運行提出了更高的要求。因此，只有及時了解設備的運行狀態(tài)，才能夠有效地預防故障的發(fā)生，從而減少損失。最后進行平臺測試和性能優(yōu)化，通過邀請專業(yè)人士和用戶進行了平臺的測試，收集了他們的反饋意見，并根據(jù)意見進行了相應的優(yōu)化和改進。經(jīng)過多次測試和優(yōu)化，最終實現(xiàn)了一款穩(wěn)定、高效、易用的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測平臺。

該平臺能夠實現(xiàn)對電池組的實時監(jiān)測和管理，為電動汽車、無人機等新能源設備的發(fā)展提供重要的支持和保障。隨著技術的不斷發(fā)展和完善，該平臺將會在未來發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻：

[1] 夏克剛.動力電池組健康狀態(tài)監(jiān)測和壽命預測的研究[D].溫州：溫州大學，2019.

[2] 晉殿衛(wèi)，顧則宇，張志宏.鋰電池健康度和剩余壽命預測算法研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2023，51（1）：122-130.

[3] 汪志成，王哲，王澤旺，等.基于紅外視頻識別的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測[J].電子測量技術，2023，46（13）：185-192.

[4] 張忠磊.基于云平臺的物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].流體測量與控制，2024，5（3）：60-63.

[5] 周輝奎，章立.基于微信小程序的移動學習平臺的研究與設計[J].網(wǎng)絡安全和信息化，2024（4）：103-105.

【通聯(lián)編輯：代影】

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