论文总字数：21226字

摘 要

1. 根据实际工作要求确定电池管理系统所须的各部分功能。
2. 电池管理系统的整体流程与各模块优先级安排。
3. 为使得电池管理系统能正常工作，需了解本系统各硬件对电源供压的要求，并设计电源电路。
4. 根据对电流信号的测量要求，完成对传感器的选型，并设计测量及调理电路。
5. 学习STM32F103主控芯片，在uVision 4开发环境下完成电池管理系统的编程。
6. 基于LCD显示屏完成交互界面设计，将测量数据通过串口上传至LCD屏幕，同时用户也可通过该LCD屏设定温度、电压阀值，上传至主控板进行处理。

关键字：电池管理系统，STM32F103，UI设计，串口通信

A STUDY ON BMS (BATTRY MANAGEMENT SYSTEM)

OF BATTRY ELECTRIC VEHICLE

02011212 Jingzhi Li

Supervised by Prof. Nan Chen

Abstract：With the issues of energy becoming more and more serious, Battery Electric Vehicle (BEV) will gradually replace the traditional vehicles which burns fuel, into the one of the most popular vehicles, for the Battery Electric Vehicle have superiority of high energy efficiency, zero emissions and low noise .However, the battery materials and battery management system of Battery Electric Vehicle has always been a bottleneck restricting the development of Battery Electric Vehicle. Battery management system through the battery monitoring and management, in order to achieve improve battery energy efficiency and extend battery life purpose, and users in the use of the BEV can have a overall understanding about the state of battery. This paper mainly completed the pure electric car BMS (battery management system) is part of the design, the main work includes:

1) According to the actual work requirements, determine the essential function of battery management system.

2) Arrange the priority of each function and draw the overall flow diagram of battery management system.

3) To make the battery management system to work properly, need to understand the power supply voltage requirements of hardware of the system. Then design power circuit to meet these requirements.

4) According to the current signal measurement requirements, complete the selection of sensor, and design measuring and conditioning circuit.

5) Learning STM32F103 control chip, complete battery management system programming at uVision 4 development environment.

6) Complete the users interface design on LCD screen , upload the measured data of control chip through the serial port to the LCD screen, and users can set the threshold temperature and voltage through the LCD screen, upload it to the main control board for processing.

KEYWORDS: battery management system, STM32F103, design of users interface, serial port communication.

目 录

摘 要： I

Abstract： II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及意 1

1.2本文研究内容 2

第二章 电池管理系统总体方案 4

2.1电池管理系统概述 4

2.2电池管理系统流程 4

第三章 电池管理系统硬件设计 6

3.1主控板总体结构 6

3.2主控板芯片选型 6

3.3电源电路设计 8

3.4充放电流采样电路设计 10

3.4.1 霍尔电流传感器原理 10

3.4.2 测量电路原理图 11

3.5 LCD显示屏选型 12

第四章 电池管理系统软件设计 14

4.1电流信号采集处理 14

4.1.1 初始化配置 15

4.1.2 充放电电流计算 16

4.1.3 电流采集程序 16

4.2 LCD显示设计 17

4.2.1 UI设计 17

4.2.2 通信设计及串口初始化设置 18

4.2.3 程序实现 20

第五章 系统运行及调试结果 23

5.1软件调试 23

5.2硬件调试 24

第六章 总结 25

致谢 26

参考文献 27

纯电动汽车BMS（电池管理系统）控制策略研究

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意

近年来，关于全球能源与环境的问题愈发严峻，中国能源消耗与二氧化碳排放量一直保持加速增长。图1.1所示为中国自建国以来能源消耗与二氧化碳量。由图中可以清晰的看到尤其进入本世纪以来，中国的能源消耗与二氧化碳排放量增长速度尤为迅猛。

同时随着国内生活水平的上升，越来越多的传统燃油汽车更加加重了现阶段的能源危机和环境污染，为了解决由传统燃油汽车造成的能源消耗与环境污染，我国尤其重视对于电动汽车的研究。纯电动汽车一般使用电池与轮毂电机作为动力源，相比于传统汽车以燃油及内燃机作为动力源，其电力获取方式丰富，尤其在风电及太阳能发电等清洁能源的大力发展下，能量来源对环境友好，同时电机在工作时噪声也要远小于内燃机，并且几乎能实现零排放。但使用电池作为动力源也伴随着许多技术瓶颈，例如电池材料与技术的选择与发展，电池管理系统的优化等。

由于传统动力电池材料和技术瓶颈，采用传统电池，如铅酸电池、镍镉电池等作为动力的电动汽车往往都因为电池重量过大，蓄电池能量密度较低，导致续航里程短等问题。同时传统蓄电池往往存在循环寿命短以及等缺点，间接的提高了电动汽车的成本，也使得电动汽车在使用的过程中可靠性较低。相比较而言，锂离子电池因为具有高能量密度、循环寿命长、无记忆效应、质量轻、自放电小、无污染等优点，为越来越多的电动汽车厂商推广与使用。然而锂离子电池也存在以下缺点：当锂离子电池在充放电过程中，电流随时间呈现明显的非线性、时变性；锂离子电池作为纯电动汽车的动力源时一般成组使用，而当其成组使用时由于放电特性会出现不一致性^[2]。

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