李起伟

（1.煤炭科学技术研究院有限公司，北京 100013；2.煤矿应急避险技术装备工程研究中心，北京 100013；3.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 100013）

资源短缺、环境污染、生态破坏是全球性的三大危机，这些危机的产生与燃油汽车对资源的消耗和汽车尾气的排放有不可分割的关系。随着汽车工业及工业机器人的发展，以电池为动力的汽车及机器人的出现与普及，成了缓解这些危机的一个重要举措。

随着社会的发展工业，机器人广泛应用于各个领域。目前，工业机器人技术取得了显著的成就，但是煤矿机器人技术远远落后于一般工业机器人的发展，尤其是电池均衡管理技术远远落后。针对煤矿机器人动力电源设计了一种电池管理系统（Battery Management System，BMS）[1-2]。

1 电池管理系统设计

1.1 框架设计

电池管理系统是一套保护动力电池使用安全的控制系统，最基本的作用是电池信息采集、电池信息分析及控制管理。电池信息采集最重要的是电池电压采集、电池温度采集、电池电流采集，BMS 根据采集信息进行电池剩余电量（State of Charg,SOC）估算、电池健康状态（State of Health，SOH）评估、电池充放电状态及均衡的控制管理，并将信息存储、显示及上传。电池管理系统基本功能如图1所示[3-6]。

图1 电池管理系统

根据电池管理系统功能，对其进行功能模块设计，主要由CPU 模块、电压采集模块、电池温度采集、充放电控制、电流采集、通信、显示及交流检测等模块组成，如图2 所示[7]。

图2 电池管理系统模块框架

CPU 模块是电池管理系统的大脑，对整个系统的工作进行协调控制。……