电动汽车电池管理系统远程监控技术研究
电动汽车电池管理系统远程监控技术研究[20200106201735]
近年来，随着国家对电动汽车发展的政策导向，电动汽车行业如雨后春笋般快速成长起来。而制约电动汽车发展的最根本因素就是电池的综合性能。为了能有效地掌握电池情况，电池管理系统（BMS）就起了很大的作用，利用BMS能够很好地掌握动力电池组情况并且能很好地对其进行管理。 本论文首先介绍电池管理系统的总体结构组成，该系统基于GPRS网络和Internet网络，GPRS接口的车载智能单元，通过GPS定位，采用无线远程数据传输功能，实现对电动汽车电池情况的监控，标定和定位，由此实现对电池情况的数据分析和采集，数据记录和分析，为电动汽车电池监控提供了一个有效的手段。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电动汽车电池,远程监控系统,GPRS,GPS
目 录
1 引言 1
1．1 课题的研究背景及意义 1
1．2 国内外发展现状和发展趋势 2
1. 3 电动汽车电池管理系统（BMS）介绍 3
1. 4 远程管理系统介绍 3
2 远程监控系统的总体构成与总体方案设计 4
2．1 远程监控系统硬件组成及其功能介绍 4
2．2 电动汽车电池远程监控硬件的设计原则 4
2．3 电动汽车电池远程监控硬件的设计 5
3 GPRS通信设计 6
3. 1 GPRS通信连接方式的介绍 6
3. 2 GPRS与工作系统体系关联 7
3. 3 GPRS通讯方式工作流程 8
3. 4 基于GPRS车辆检测通信系统的设计 11
3. 5 GSM-SMS通讯方式工作流程 11
4 车辆监控定位系统GPS 12
4. 1 GPS定位系统 12
4. 2 GPS指令解析 12
4. 3 GPS系统软件设计 13
5 远程监控系统的软件设计 15
5. 1 软件系统功能 15
5. 2 车载系统软件的设计 16
6 电动汽车电池远程监控的车载终端实现 18
7 电动汽车远程监控系统的技术指标 21
结论 23
致谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
1．1 课题的研究背景及意义
随着社会的飞速发展和汽车电子技术的不断创新，人们在交通领域取得了巨大的突破，为现代社会提供了不可估量的财富，这些都大大改善了人们的生活质量。但同时也带来了负面影响，全球性的石油危机和日益恶化的环境污染逐渐变成了21世纪人类面临的重要问题，而这一问题在我国显得更加严重。因此从节约能源和减少环境污染方面考虑，需要寻找一种新型的“清洁”车型来逐渐取代传统的内燃机车服务于人类。
纯电动汽车作为最具有商业应用价值的清洁汽车备受大家关注，得到了国家863计划的重点资助。在纯电动汽车开发过程中及时发现纯电动汽车运行过程中的故障并及时解决，需要对纯电动汽车进行在线的故障诊断和对与故障分析相关的技术参数进行的采集和存储。
针对上述情况，许多公司都开发了汽车车载监控系统和相应的数据分析系统来指导汽车的开发。汽车行驶记录仪是可以对汽车行驶速度、时间、里程等数据及整车的零部件状态信息进行记录的装置，并经过校验存储在数字式电子记录装置中，再通过相应的数据分析系统对记录仪所采集的数据进行特定性能的分析，可以给管理者提供有效的监测工具和改进控制策略的依据。随着科学技术的发展，电动汽车车载监控系统系统的功能也将越来越完善，应用范围也将越来越广泛，同时在数据处理方面也将越来越智能化，对整车性能维护和优化发挥着越来越重要的作用，具有良好的应用前景。
在开发纯电动汽车或汽车行驶的过程中，如果我们能及时发现汽车出现的故障，以及采集故障信息和对整车安全性能参数影响的信息并显示报警，对保证纯电动汽车的顺利开发、性能优化和整车控制策略的研究具有积极重要的意义，具体体现在：
（1）数据的在线存储为纯电动汽车开发过程中的数据分析哈故障诊断研究提供了有力的数据支持；
（2）及时的数据采集和故障信息显示有利于我们及时发现并消除故障；
（3）为故障诊断的智能化提供了平台，以进一步提高了诊断效率；
（4）为基于故障的安全策略设计与研究提供了依据。
1．2 国内外发展现状和发展趋势
1.2.1 国外车载监控系统的研究现状
纯电动汽车能够安全形势一直是人们最求的目标，也是汽车技术发展的标志。如何能及时有效地发现汽车中的故障以及在汽车发生交通事故后能够提取汽车相关当时的相关信息已经成为了人们的热门研究课题。[1]及时发现汽车故障并及时处理可以预防汽车行驶时的事故发生；即使汽车发生交通事故，当时记录下来的数据也可以用来进行事故分析，以避免再次发生类似的事故。近年来，国内外相关企业，科研机构和院校在的故障诊断和行车记录仪做了大量的工作，取得了很大的成就。
车载行驶记录仪，在日本被称为“行驶记录仪”，美国称之为“事件数据记录仪”（EDR），在德国杯称作“事件数据记录仪”（ADR）。它属于数据采集技术，是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作，它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。
1925年记录仪在德国发明出现，最常用的记录仪英语单词“Tachograph”就是由两个德语单词“Tachometer”(转速表)和“Graphik”(绘图，记录)演变而来的，最早的记录仪是用纸带和纸盘做记录的。上世纪70年代后期，欧洲率先推出了机电模拟式驾驶记录仪，用于记录汽车行驶的速度和距离。90年代初，美国和德国首先开发了数字式汽车行驶记录仪，用于监督司机的超时和超速驾驶行为。随着科学技术的飞速发展，美国、欧共体相继不断推出性能更为优良的数字式记录仪，其功能也日趋完善。美国国家运输安全委员会(NTSB)一直在强烈要求汽车生产厂商安装记录仪，在它的推动下，GM、FORD等大公司已为数百万出厂车安装了车载行驶记录仪。
1.2.2 国内车载监控系统研究现状
我国对车载行驶记录仪的研究上相对比较落后，虽然在1988年就被列入国家的级重大新产品试产计划，许多企业和科研单位都在研制车载行驶记录仪，但最终因不能实现全程同步记录行驶曲线，没能得到广泛推广。
在纯电动汽车数据的采集记录上武汉理工大学进行的基于CAN总线的USB数据采集存储装置的开发。北京伟航新技术开发有限公司相继研制出了三代汽车综合记录仪，并通过了有关部门检测。该产品具有软件动态装载功能，预留GPS/GSM接口，显示功能灵活，具有良好的人机对话界面，提供多种数据通信方式（U盘、USB接口、RS232C接口），提供大容量的数据记录、存储功能，数据记录周期可以根据用户要求改变，记录仪设置的参数和记录的数据安全、可靠，一般只能读取，不能更改和删除，以保证记录数据的真实性。
汽车车载监控系统和数据分析系统的发展历程表明，该系统不仅在车辆设备开发和车辆性能维护等方面有着非常重要的作用，在交通管理方面也有着积极的意义。随着科学技术的发展，车载故障记录已经逐渐和通信技术(GPS、GPRS等)结合起来，并且功能越来越完善，记录仪数据分析的智能化程度也越来越高，这些都为汽车电子产品开发者提供了强大的分析工具。
1. 3 电动汽车电池管理系统（BMS）介绍
电池能量管理系统是保持动力电源系统正常应用、保证电动车安全和提高电池寿命的一种关键技术，它能保护电池的性能，预防个别电池早期损坏，利于电动汽车的运行，具有保护和警告功能。电动汽车的充电、运行等功能与电池相关参数协调工作是通过对电池箱内电池模块的监控工作来实现的.电池管理系统应具有如下功能：
近年来，随着国家对电动汽车发展的政策导向，电动汽车行业如雨后春笋般快速成长起来。而制约电动汽车发展的最根本因素就是电池的综合性能。为了能有效地掌握电池情况，电池管理系统（BMS）就起了很大的作用，利用BMS能够很好地掌握动力电池组情况并且能很好地对其进行管理。 本论文首先介绍电池管理系统的总体结构组成，该系统基于GPRS网络和Internet网络，GPRS接口的车载智能单元，通过GPS定位，采用无线远程数据传输功能，实现对电动汽车电池情况的监控，标定和定位，由此实现对电池情况的数据分析和采集，数据记录和分析，为电动汽车电池监控提供了一个有效的手段。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:电动汽车电池,远程监控系统,GPRS,GPS
目 录
1 引言 1
1．1 课题的研究背景及意义 1
1．2 国内外发展现状和发展趋势 2
1. 3 电动汽车电池管理系统（BMS）介绍 3
1. 4 远程管理系统介绍 3
2 远程监控系统的总体构成与总体方案设计 4
2．1 远程监控系统硬件组成及其功能介绍 4
2．2 电动汽车电池远程监控硬件的设计原则 4
2．3 电动汽车电池远程监控硬件的设计 5
3 GPRS通信设计 6
3. 1 GPRS通信连接方式的介绍 6
3. 2 GPRS与工作系统体系关联 7
3. 3 GPRS通讯方式工作流程 8
3. 4 基于GPRS车辆检测通信系统的设计 11
3. 5 GSM-SMS通讯方式工作流程 11
4 车辆监控定位系统GPS 12
4. 1 GPS定位系统 12
4. 2 GPS指令解析 12
4. 3 GPS系统软件设计 13
5 远程监控系统的软件设计 15
5. 1 软件系统功能 15
5. 2 车载系统软件的设计 16
6 电动汽车电池远程监控的车载终端实现 18
7 电动汽车远程监控系统的技术指标 21
结论 23
致谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
1．1 课题的研究背景及意义
随着社会的飞速发展和汽车电子技术的不断创新，人们在交通领域取得了巨大的突破，为现代社会提供了不可估量的财富，这些都大大改善了人们的生活质量。但同时也带来了负面影响，全球性的石油危机和日益恶化的环境污染逐渐变成了21世纪人类面临的重要问题，而这一问题在我国显得更加严重。因此从节约能源和减少环境污染方面考虑，需要寻找一种新型的“清洁”车型来逐渐取代传统的内燃机车服务于人类。
纯电动汽车作为最具有商业应用价值的清洁汽车备受大家关注，得到了国家863计划的重点资助。在纯电动汽车开发过程中及时发现纯电动汽车运行过程中的故障并及时解决，需要对纯电动汽车进行在线的故障诊断和对与故障分析相关的技术参数进行的采集和存储。
针对上述情况，许多公司都开发了汽车车载监控系统和相应的数据分析系统来指导汽车的开发。汽车行驶记录仪是可以对汽车行驶速度、时间、里程等数据及整车的零部件状态信息进行记录的装置，并经过校验存储在数字式电子记录装置中，再通过相应的数据分析系统对记录仪所采集的数据进行特定性能的分析，可以给管理者提供有效的监测工具和改进控制策略的依据。随着科学技术的发展，电动汽车车载监控系统系统的功能也将越来越完善，应用范围也将越来越广泛，同时在数据处理方面也将越来越智能化，对整车性能维护和优化发挥着越来越重要的作用，具有良好的应用前景。
在开发纯电动汽车或汽车行驶的过程中，如果我们能及时发现汽车出现的故障，以及采集故障信息和对整车安全性能参数影响的信息并显示报警，对保证纯电动汽车的顺利开发、性能优化和整车控制策略的研究具有积极重要的意义，具体体现在：
（1）数据的在线存储为纯电动汽车开发过程中的数据分析哈故障诊断研究提供了有力的数据支持；
（2）及时的数据采集和故障信息显示有利于我们及时发现并消除故障；
（3）为故障诊断的智能化提供了平台，以进一步提高了诊断效率；
（4）为基于故障的安全策略设计与研究提供了依据。
1．2 国内外发展现状和发展趋势
1.2.1 国外车载监控系统的研究现状
纯电动汽车能够安全形势一直是人们最求的目标，也是汽车技术发展的标志。如何能及时有效地发现汽车中的故障以及在汽车发生交通事故后能够提取汽车相关当时的相关信息已经成为了人们的热门研究课题。[1]及时发现汽车故障并及时处理可以预防汽车行驶时的事故发生；即使汽车发生交通事故，当时记录下来的数据也可以用来进行事故分析，以避免再次发生类似的事故。近年来，国内外相关企业，科研机构和院校在的故障诊断和行车记录仪做了大量的工作，取得了很大的成就。
车载行驶记录仪，在日本被称为“行驶记录仪”，美国称之为“事件数据记录仪”（EDR），在德国杯称作“事件数据记录仪”（ADR）。它属于数据采集技术，是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作，它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。
1925年记录仪在德国发明出现，最常用的记录仪英语单词“Tachograph”就是由两个德语单词“Tachometer”(转速表)和“Graphik”(绘图，记录)演变而来的，最早的记录仪是用纸带和纸盘做记录的。上世纪70年代后期，欧洲率先推出了机电模拟式驾驶记录仪，用于记录汽车行驶的速度和距离。90年代初，美国和德国首先开发了数字式汽车行驶记录仪，用于监督司机的超时和超速驾驶行为。随着科学技术的飞速发展，美国、欧共体相继不断推出性能更为优良的数字式记录仪，其功能也日趋完善。美国国家运输安全委员会(NTSB)一直在强烈要求汽车生产厂商安装记录仪，在它的推动下，GM、FORD等大公司已为数百万出厂车安装了车载行驶记录仪。
1.2.2 国内车载监控系统研究现状
我国对车载行驶记录仪的研究上相对比较落后，虽然在1988年就被列入国家的级重大新产品试产计划，许多企业和科研单位都在研制车载行驶记录仪，但最终因不能实现全程同步记录行驶曲线，没能得到广泛推广。
在纯电动汽车数据的采集记录上武汉理工大学进行的基于CAN总线的USB数据采集存储装置的开发。北京伟航新技术开发有限公司相继研制出了三代汽车综合记录仪，并通过了有关部门检测。该产品具有软件动态装载功能，预留GPS/GSM接口，显示功能灵活，具有良好的人机对话界面，提供多种数据通信方式（U盘、USB接口、RS232C接口），提供大容量的数据记录、存储功能，数据记录周期可以根据用户要求改变，记录仪设置的参数和记录的数据安全、可靠，一般只能读取，不能更改和删除，以保证记录数据的真实性。
汽车车载监控系统和数据分析系统的发展历程表明，该系统不仅在车辆设备开发和车辆性能维护等方面有着非常重要的作用，在交通管理方面也有着积极的意义。随着科学技术的发展，车载故障记录已经逐渐和通信技术(GPS、GPRS等)结合起来，并且功能越来越完善，记录仪数据分析的智能化程度也越来越高，这些都为汽车电子产品开发者提供了强大的分析工具。
1. 3 电动汽车电池管理系统（BMS）介绍
电池能量管理系统是保持动力电源系统正常应用、保证电动车安全和提高电池寿命的一种关键技术，它能保护电池的性能，预防个别电池早期损坏，利于电动汽车的运行，具有保护和警告功能。电动汽车的充电、运行等功能与电池相关参数协调工作是通过对电池箱内电池模块的监控工作来实现的.电池管理系统应具有如下功能：
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