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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着无人机、无人汽车的兴起，无人船（usv）的开始受到越来越多人的关注，国内无人船目前主要应用于环境领域，现已向军事领域逐步迈进，未来发展潜力巨大。无人船（usv）是海洋观测领域的一种新型智能化海洋观测平台，目前是一个研究热点。无人船，也称为无人艇或无人水面航行器，属于一种受舰艇或地面支援平台的远程控制的并能在水面较长时间自动航行的航行器。电池管理系统（bms）作为电力推进usv锂电池组的管理和保护单元，成为高性能无人船的关键技术之一。从usv推进方式来看，主要采用电力推进，也有使用汽油或者柴油发动机推进，波浪能推进等方式。其中电力推进主要由铅酸电池、锂电池等提供电力，也有利用太阳能、风能等新能源实现船舶电力推进。电池管理系统是由微电脑技术，检测技术等构成的装置，是对电池组单元运行状态进行动态监视，精确测量电池的剩余电量，同时对电池进行充放电保护，并使电池工作在最佳状态，达到延长其使用寿命，降低运行成本的目的，进一步提高电池组的可靠性。

国内外研究现状

为确保能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理有效的管理和控制。因此，国内外均投入大量的人力物力性，因此，国内外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。

外国对于bms的研究起步比较早，其应用领域主要是电动汽车领域，其他领域比如我们现在所研究的无人船也有应用。典型的有r.gitzendanner等人设计的一种应用于水下机器人的bms。其由一个主控单元和44个监控单元组成。其中每个监控单元采用电池专用集成芯片（ic）对四节串联的单体锂电池进行监控，各个单元通过微型局域网互相通讯且受到主控单元的控制，每个监控单元均有自己独立编码地址以便主控单元访问。

2. 研究的基本内容

论文主要针对无人船锂电池管理系统进行研究和设计，主要包括对锂电池特性及模型的研究，锂电池SOC估算方法的研究，BMS硬件电路及软件设计以及系统测试等内容。首先进行对电池电量芯片的选型以及相关电路的设计，将整个设计流程有个具体的规划。利用STM32嵌入式系统开发的方法，编写控制程序，完成调试，实现电池电量的读取与显示。设计自动切换的控制流程图，编写控制程序，实现根据电池剩余电量自动切换电池组的工作状态。根据电源电路，管理太阳能、波浪能等可再生能源输出的电能，提高无人船的续航能力。根据设计的电路，绘制电路原理图以及PCB板，加工PCB板，焊接元器件，综合调试，实现上述所有功能。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

论文实施方案

（1）选好课题，对其可行性、经济性等进行分析。

（2）收集查阅各类相关资料，列出相应的各种方案措施，进行分析比较，选出最佳的系统设计方案。

4. 参考文献

[1]高波,无人船锂电池管理系统的研究与设计,2013.06，37-52

[2]刘导. 基于stm32单片机的动力锂电池管理系统, 2015，10-17

[3]罗诗韵，汪洋.电池管理系统的研究现状[a].2015,u463.63 1006-8937 2-10