【摘 要】
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锂电池广泛运用于家电、医疗、工业、农业等设备中,替代不可再生能源,使能源短缺的问题得以缓解。目前锂电池的发展仍然有许多问题亟待解决,锂电池在过压、欠压、过流等条件下会被损坏,导致使用寿命的减少,甚至出现更为严重的爆炸、起火等安全问题,导致使用锂电池的设备遭到破坏。另外,锂电池的荷电状态（State of Charge,SOC）估算精度不够,使得锂电池的工作效率很低。因此设计安全、可靠、稳定的电池管
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锂电池广泛运用于家电、医疗、工业、农业等设备中,替代不可再生能源,使能源短缺的问题得以缓解。目前锂电池的发展仍然有许多问题亟待解决,锂电池在过压、欠压、过流等条件下会被损坏,导致使用寿命的减少,甚至出现更为严重的爆炸、起火等安全问题,导致使用锂电池的设备遭到破坏。另外,锂电池的荷电状态（State of Charge,SOC）估算精度不够,使得锂电池的工作效率很低。因此设计安全、可靠、稳定的电池管理系统（Battery Management System,BMS）,具有非常大的现实意义与实用价值。本文的主要研究内容分为以下几个部分:（1）设计锂电池管理系统总体结构。选择ST公司的产品STM32F103RBT6控制器作为系统的主控芯片,TI公司的产品BQ76940作为前端数据采集芯片。根据BMS的总体结构设计硬件电路模块,包括主控模块、电源模块、数据采集电路、通讯模块等。设计软件功能流程图,在KeilμVision5软件开发环境中,使用C语言编写程序。（2）对锂电池的SOC估算,通过对比分析锂电池的各种等效模型特点,本研究选择更为接近真实电路的二阶RC等效电路模型,通过单位时间电量动态修正扩展卡尔曼滤波算法进行SOC估算,在Matlab/Simulink中进行数据仿真,对比单独使用扩展卡尔曼滤波算法（Extended Kalman Filter,EKF）具有更好的估算精度。（3）在Visual Studio 2017软件开发环境中,以C#编程语言开发上位机软件,利用阿里云物联网云平台和BMS进行数据交互,极大地方便用户查看锂电池的使用状态。（4）搭建完整的BMS,通过模拟锂电池过充、过放等工况故障,验证了本研究所设计的BMS能够可靠地保障锂电池的安全使用,达到了实验的预期效果。
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