摘要：隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，電動(dòng)汽車(chē)的蓬勃發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。作為電動(dòng)汽車(chē)能量的來(lái)源，動(dòng)力電池已成為研究的重點(diǎn)[1]。電動(dòng)汽車(chē)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(cè)變得越來(lái)越重要。通過(guò)該平臺(tái)，用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的措施。文章首先分析了電池組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求和現(xiàn)狀，然后提出了基于微信小程序的監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)介紹了平臺(tái)的功能和實(shí)現(xiàn)方法。文章還對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)估，結(jié)果表明該平臺(tái)具有良好的實(shí)用性和可行性。最后，還總結(jié)了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并提出了未來(lái)工作的展望。

關(guān)鍵詞：微信小程序；電池組；健康狀態(tài)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）22-0045-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)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(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是一個(gè)重要的項(xiàng)目，電池健康監(jiān)測(cè)的重要性不容忽視，它直接關(guān)系到設(shè)備的使用性能、安全性和壽命。這個(gè)平臺(tái)將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(bào)告和預(yù)警信息，從而幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組的異常情況，延長(zhǎng)電池壽命，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電池實(shí)際容量是指電池在充滿電的情況下所存儲(chǔ)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(guò)獲取充電截止時(shí)刻電池組中每個(gè)單體電池的充電電壓值，獲取放電截止時(shí)刻每個(gè)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(yù)設(shè)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(guò)這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，希望能夠?yàn)橛脩籼峁└颖憬莺涂煽康碾姵亟M健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)和可穿戴設(shè)備行業(yè)的進(jìn)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(shù)的研發(fā)成為綠色能源行業(yè)的一大熱點(diǎn)。動(dòng)力電池反復(fù)使用后會(huì)從汽車(chē)上退役，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)退役動(dòng)力鋰電池累計(jì)將達(dá)到78×107kg[3]。電池健康監(jiān)測(cè)在電動(dòng)汽車(chē)、能源存儲(chǔ)系統(tǒng)、電池制造行業(yè)以及日常電子設(shè)備等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)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(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基于微信小程序的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，針對(duì)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(jì)算電池的健康狀態(tài)，解決用戶了解當(dāng)前設(shè)備的電池狀態(tài)，并建議用戶在必要時(shí)更換電池問(wèn)題。產(chǎn)品可以應(yīng)用于通信基站、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的蓄電池組以及老化測(cè)試設(shè)備、生產(chǎn)自動(dòng)化檢測(cè)、機(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警診斷和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多個(gè)方面。因此，電池健康狀態(tài)的準(zhǔn)確估計(jì)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)、通信基站以及邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要。

3 基于微信小程序的電池組健康系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了確保電池組的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和性能，需要一種有效的健康管理系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)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(tái)的廣泛應(yīng)用和優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)，為用戶提供更加便捷、智能的電池健康監(jiān)測(cè)服務(wù)。

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(yàn)。微信小程序?yàn)橛脩籼峁┝艘环N輕量級(jí)、跨平臺(tái)的應(yīng)用形式，用戶無(wú)須下載安裝即可直接在微信中訪問(wèn)和使用，這種便利性能夠大大提高用戶的接入體驗(yàn)。同時(shí)，微信小程序還支持多種交互功能，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示、遠(yuǎn)程控制等，可以實(shí)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(shì)，實(shí)現(xiàn)電池?cái)?shù)據(jù)的便捷管理和高效共享。用戶可以通過(guò)微信小程序隨時(shí)查看電池組的健康報(bào)告和歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以與其他用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)交流和討論，以提升電池管理的技能和經(jīng)驗(yàn)。

此外，該系統(tǒng)還將與微信生態(tài)內(nèi)的智能硬件進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能控制。同時(shí)，系統(tǒng)還將與微信其他應(yīng)用程序?qū)崿F(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(duì)基于微信小程序的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中除了完成以上基本功能外，針對(duì)電池組的工作環(huán)境、用途、高安全性等特點(diǎn)，系統(tǒng)還應(yīng)該擁有以下優(yōu)點(diǎn)：

1） 具有便捷性和易用性。用戶只須在微信中打開(kāi)小程序，即可隨時(shí)隨地查看電池組的健康狀況，無(wú)須下載額外的應(yīng)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(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施。

2） 具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和提醒功能。用戶可以通過(guò)微信小程序隨時(shí)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(shè)定的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在電池組出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)提醒用戶。這種實(shí)時(shí)監(jiān)控和提醒功能可以幫助用戶避免電池組過(guò)度充放電、溫度過(guò)高等問(wèn)題，延長(zhǎng)電池組的使用壽命。

3） 具有數(shù)據(jù)分析和報(bào)告功能。系統(tǒng)可以對(duì)電池組的使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，生成詳細(xì)的報(bào)告并向用戶展示。用戶可以通過(guò)這些報(bào)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(shí)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(dòng)汽車(chē)將電池信息發(fā)送到服務(wù)器，然后將電池?cái)?shù)據(jù)寫(xiě)到消息隊(duì)列中，當(dāng)隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)有新存入的內(nèi)容時(shí)，處理并寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)返回給服務(wù)器，服務(wù)器返回給客戶端。第二部分為處理用戶請(qǐng)求，當(dāng)客戶端訪問(wèn)服務(wù)器，服務(wù)器接到用戶請(qǐng)求后讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)展示給用戶。

4.1 云平臺(tái)

云平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理是利用云計(jì)算技術(shù)和云服務(wù)提供商的基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)虛擬化技術(shù)將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源整合起來(lái)，為用戶提供靈活、可擴(kuò)展的計(jì)算資源和服務(wù)。云平臺(tái)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理包括虛擬化技術(shù)、分布式系統(tǒng)架構(gòu)、自動(dòng)化管理和安全保障等方面。在虛擬化技術(shù)方面，云平臺(tái)利用虛擬機(jī)技術(shù)將物理服務(wù)器資源虛擬化為多個(gè)虛擬服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)資源的靈活分配和利用。在分布式系統(tǒng)架構(gòu)方面，云平臺(tái)采用分布式存儲(chǔ)和計(jì)算架構(gòu)，將資源分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)資源的高可用和可擴(kuò)展性。云基礎(chǔ)設(shè)施具備冗余性和自修復(fù)性，可通過(guò)跨可用區(qū)部署、容災(zāi)備份、故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移等手段確保核心監(jiān)控業(yè)務(wù)的 7×24 h 高可用性[4]。自動(dòng)化管理是指通過(guò)自動(dòng)化的方式對(duì)云平臺(tái)資源進(jìn)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(tái)通過(guò)多層安全防護(hù)和隔離技術(shù)，確保用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用的安全性和隱私性?？偟膩?lái)說(shuō)，云平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)整合和優(yōu)化計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源，為用戶提供高效、可靠的云服務(wù)。

云平臺(tái)是服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理中心。用戶可以通過(guò)客戶端進(jìn)行操作，發(fā)出指令，而數(shù)據(jù)的處理會(huì)在服務(wù)器進(jìn)行，然后反饋結(jié)果。云端平臺(tái)數(shù)據(jù)可以共享，可以在任意地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行操作。云計(jì)算平臺(tái)可以劃分為以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為主的存儲(chǔ)型云平臺(tái)，以數(shù)據(jù)處理為主的計(jì)算型云平臺(tái)以及計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理兼顧的綜合云計(jì)算平臺(tái)這三類(lèi)。云計(jì)算平臺(tái)的架構(gòu)分為以下幾層：

1） 基礎(chǔ)設(shè)施層：包括物理服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，用于提供計(jì)算和存儲(chǔ)資源。

2） 虛擬化層：通過(guò)虛擬機(jī)管理軟件，將物理資源劃分為多個(gè)虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。

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

4） 應(yīng)用層：基于云計(jì)算平臺(tái)提供的資源和服務(wù)，部署和運(yùn)行各種應(yīng)用程序。

云平臺(tái)是一個(gè)基于云計(jì)算技術(shù)的系統(tǒng)，它提供了在云中管理和運(yùn)行應(yīng)用程序的能力。圖2為一個(gè)簡(jiǎn)化的云平臺(tái)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(jìn)行開(kāi)發(fā)，本質(zhì)是一個(gè)單頁(yè)應(yīng)用，所有的頁(yè)面渲染和事件處理，都在一個(gè)頁(yè)面內(nèi)進(jìn)行，但又可以通過(guò)微信客戶端調(diào)用原生的各種接口。微信的架構(gòu)是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)視圖的MVVM模式，其視圖UI和數(shù)據(jù)是分離的，所有的頁(yè)面更新都需要通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的變更來(lái)實(shí)現(xiàn)。小程序分為兩個(gè)部分：Webview和AppService。Webview主要用來(lái)展現(xiàn)渲染界面，AppService用來(lái)處理業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)及接口調(diào)用，通過(guò)系統(tǒng)層JSBridge實(shí)現(xiàn)通信，實(shí)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(tái)上運(yùn)行的輕量級(jí)應(yīng)用程序，具有許多優(yōu)點(diǎn)：便捷的傳播和分享用戶，可以通過(guò)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(guò)應(yīng)用商店下載安裝。無(wú)須安裝，用戶可以直接在微信中打開(kāi)小程序，無(wú)須像傳統(tǒng)應(yīng)用一樣下載、安裝和占用設(shè)備內(nèi)存?？缙脚_(tái)兼容性，微信小程序可以在iOS和Android設(shè)備上運(yùn)行，無(wú)須單獨(dú)開(kāi)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(shè)備存儲(chǔ)空間?？焖賳?dòng)和響應(yīng)，與傳統(tǒng)應(yīng)用相比，小程序通常啟動(dòng)更快，并且響應(yīng)更迅速。便于更新，對(duì)小程序的更新和維護(hù)完全由開(kāi)發(fā)者控制，用戶無(wú)須手動(dòng)更新。強(qiáng)大的云開(kāi)發(fā)支持，微信提供了一整套的云開(kāi)發(fā)工具，使得開(kāi)發(fā)者可以快速搭建后端服務(wù)，無(wú)須自建服務(wù)器。開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較低，相對(duì)于傳統(tǒng)應(yīng)用程序，微信小程序的開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較低，同時(shí)也降低了運(yùn)營(yíng)和推廣成本。安全性高，小程序受到微信平臺(tái)的嚴(yán)格管理和審核，可以降低惡意程序和惡意行為的風(fēng)險(xiǎn)。提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，微信提供了豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具，可以幫助開(kāi)發(fā)者了解用戶行為，優(yōu)化小程序體驗(yàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，微信小程序在便捷性、跨平臺(tái)兼容性、社交屬性以及開(kāi)發(fā)成本等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)，適合許多場(chǎng)景下的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

用戶可以在微信小程序中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)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(yùn)行。使用小程序前要先注冊(cè)賬號(hào)，在微信小程序的首頁(yè)可以點(diǎn)擊添加設(shè)備，閾值設(shè)置，控制下發(fā)，查看連接日志；界面中還顯示檢測(cè)儀設(shè)備列表，點(diǎn)擊某個(gè)設(shè)備可以查看設(shè)備的詳情信息。點(diǎn)擊添加設(shè)備，可以添加檢測(cè)儀設(shè)備，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位。還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行閾值設(shè)置，當(dāng)閾值值大于設(shè)定的大小時(shí)，可以設(shè)置自動(dòng)下發(fā)短信至手機(jī)。在個(gè)人中心中可以查看個(gè)人信息和設(shè)置短信通知，在短信列表中添加收件人的姓名及號(hào)碼，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，就自動(dòng)發(fā)送短信給該收信人。

5 結(jié)束語(yǔ)

平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中會(huì)遇到一些問(wèn)題。例如，如何確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，如何保障用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私以及如何實(shí)現(xiàn)與不同廠家的電池組設(shè)備的兼容性等。針對(duì)這些問(wèn)題，本文進(jìn)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(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)設(shè)備的安全、穩(wěn)定、滿負(fù)荷運(yùn)行提出了更高的要求。因此，只有及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，才能夠有效地預(yù)防故障的發(fā)生，從而減少損失。最后進(jìn)行平臺(tái)測(cè)試和性能優(yōu)化，通過(guò)邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士和用戶進(jìn)行了平臺(tái)的測(cè)試，收集了他們的反饋意見(jiàn)，并根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試和優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了一款穩(wěn)定、高效、易用的電池組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

該平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池組的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，為電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)人機(jī)等新能源設(shè)備的發(fā)展提供重要的支持和保障。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，該平臺(tái)將會(huì)在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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