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摘要

随着经济的发展，电力电子设备的更新速度更是突飞猛进，然而传统的能源煤，石油，天然气的储量却在日渐减少，这样带来的能源问题就引起了广大用户的关注，作为生活中的重要组成部分，汽车越来越被称为了生活得必需品,能源的减少引发了汽车动力的改革，而以电能代替传统的汽油的汽车便走进了人们的视野中，它污染小，对周围的影响也小。电动汽车的主要特色就是它的电池工程，而对电池的管理系统也就成了试下研究的热点。电池管理系统作为电动汽车上不可缺少的一部分，在对电动车的电池管理，充放电控制，电池监控等方面有着很重要的作用。

本课题拟以我国长安纯电动汽车的设计要求和主体设计规划为蓝本，设计一款以单片机作为主要控制器的电池管理系统，实现对电池的综合检测管理的设计。主要包括电压检测、电流检测、充电检测、放点检测，并针对性的设计外围CAN总线接口电路，以方便上级控制系统和我们设计的电池管理系统有机结合。

关键字：电动汽车，充电管理，锂电池

ABSTRACT

With the development of economy, the updating speed of power electronic equipment is advancing by leaps and bounds. However, the traditional energy of coal, oil, natural gas reserves but in dwindling, energy problem has caused attention of the majority of users, as an important part of life, more and more vehicles is known to life necessities, energy reduction caused by the reform of the electric vehicle, and the electrical energy takes the place of the traditional gasoline car went into people's field of vision, it little pollution, influence on the surrounding is small. The main feature of electric car is its battery engineering, and the battery management system has become a hot spot for the study. As an indispensable part of electric vehicle, battery management system plays an important role in battery management, charge discharge control, battery monitoring and so on..

This paper intends to China Changan pure electric vehicle design requirements and the main planning and design is modeled, design a microcontroller as the main controller of the battery management system, the design and implementation of the overall detection of battery management. Mainly includes voltage detection, current detection, charging test and detection, and according to the design of peripheral interface circuit of CAN bus to superior control system and the design of battery management system, the organic combination of convenience.

Keywords ：electric vehicles, charge management, lithium battery

1 绪论

1.1 选题背景及意义

人们现在的生活越来越离不开汽车的存在。有当前调查的结果指出，当今，汽车以每一年三千万辆的速度持续增长着。相当于全世界汽车现在已超过十亿辆，每一千人中间，就有着一百二十个人买了汽车的群体。

在一定数量内的汽车，它的尾气排放到大气中，由于大自然的平衡体系，能够吸收一定量的有害气体，防止对人类自身的健康造成危害，但随着人们生活步调的加快，汽车的需求量也在不断地增加，此时汽车排放的尾气就会有可能超出大自然的承受力，然而,随着人口增长和经济水平的提升，人们对于汽车的也越来越大，因此人迫切需求寻找一种可以代替石油的新能源车，电动车就因此进入了人们的眼中。

自十八世纪七十年代初戴维逊成功地研制了第一辆电动汽车(Electric Vehicle,简称EV)后,然而电动车在十九世纪就有了一定的发展,但由于蓄电池性能差,汽车续航能力差,越来越不能达到人们的需求，这样的汽车会逐渐的被新理念的车所代替。从汽车的发展看来，无污染的车已经成了汽车行业的关注焦点，现代的电动汽车技术是结合了多项工程技术成就的前两项技术，拥有电气化的高性能车就应运而生了。它将成为人们交通工具的首要选择,为人们的生活提供更多的便利，它不仅在利用率上优于传统的汽车，它不存在尾气排放问题，所以开发前景十分广阔。就目前看来，发展电动汽车将是解决未来能源与环境问题的最有希望的措施之一,也是人们关注的焦点，它不仅会带动汽车产业的发展，也会得到科研机构的高度重视，对于改善环境问题起着不可估量的作用。

我国纯电动汽车最早开始于六十年代，然后再随后的几十年来也有不小的发展，但是真正的大发展的契机是开始于九十年代。进入新世纪后，在我国的“十五”中长期发展计划中第一次电动汽车被理想，获得了国家战略层面的认可。提出“三横三纵”研发布局。同时大气污染也越来越严重，PM2.5指数收到人们对严重关注，汽油燃烧后产生的尾气是大气污染，PM2.5的主要指标，因此发展电动汽车对于大气污染的治理也是非常重要的。

在中国汽车群体里。人均汽车拥有量达到每 1000 人有 110 辆汽车，石油进口就成为了突出性问题。因此从国家安全战略角度来讲，摆脱对汽油的依赖也变得十分重要。最新的权威机构发布的统计数据显示截止到2015年，纯电动汽车和油电混合动力汽车在世界汽车总产量上有望继续高速的持续增长，预计可以达到近 70%增长率。而中国将是这个大幅度增长中的主力军。从另一方面来说，为了环境环保问题，中国也必须大力发展电动汽车。在经过了国家战略层级的两个五年规划大发展以及北京奥运会和上海世博会的初步推广，在电动汽车方面，中国的技术已经获得了很大的发展，初步建立起了中国自己的产业体系。据最新统计，目前已有有超过75%的城市已经开始推广电动汽车，有将近200家汽车型号进入了推荐名录，电动汽车的发展已经进入了一个新的时代，在中国的发展也更是走上了更加辉煌的道路。到2011年的第三季度，汽车新品发布会上，有超过二百款新能源汽车进军了领域，包括纯电动汽126款，以及混合动力汽车73款，还有燃料电池汽车9 款，就现在来看，大家都认为混合动力和纯电动汽车以及燃料电动汽车是未来的汽车主要发展转型的空间。随着“十二五”规划纲提出，我国的新能源汽车将会有巨大的突破性发展，也标志着能源汽车会是战略的新型产业。会加强发展纯电动汽车的发展，以及，我们可以预见到，在中国，新能源汽车必将获得长足的进步和发展。

1.2 纯电动汽车概况

纯电动汽车（BEV）：通过电能由电动机驱动的汽车。电动车的电能来自于内部的蓄电池而并不是车外的电缆。纯电动汽车基本上是采用车内的电动电机来进行牵引，当然也有例外的就是把电动机安装在轮子中的特殊的电动汽车。对于燃油汽车和纯电动汽车相比较而言，区别还是比较明显的，其中纯电动汽车最大的差异在于其中的四个主要结构：电池、车载充电器、调速控制器、动力电机。纯电动汽车性能的差异主要取决于这主要的四个部件，四个部件的品质也起到决定了价值的意义。首先是驱动电机的功率，决定了车能提供多大的驱动能力决定了车的速度和负重能力；其次电池的容量决定了车的续航能力，容量越大续航能力越强；同时充电器的好坏决定了充电速度的快慢，而调速控制器的性能也决定了车的基础能力。

目前纯电动汽车驱动电机有直流有刷电机和永磁电机，另外还有交流同步电动机，一个车的性能好坏，速度如何主要决定于电动机的选择，同时也影响着车的用途，性价比高的车子在电机的控制方式上也有着自己独特的特点，现阶段的电机控制主要分为两类，分别为调速控制器和不调速控制器。电动汽车也成为时下的一个研究的主题。