汽车保有量剧增引起的环境问题日益严峻。相较于传统燃油汽车,电动汽车具有高效、节能、无污染的优点,同时可以降低对不可再生能源的依赖性。电动汽车通常由动力锂离子电池组提供动力,动力电池组由多节单体锂电池串并联组成,由于生产差异等因素造成单体电池不一致的情况会影响电池组使用寿命,因此电池管理系统(battery management system,BMS)应运而生。目前电池管理系统相关技术研究已成为了一个热门课题。通过分析锂离子电池特性和常用电池等效模型优缺点,该设计以二阶RC等效模型为基础,采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法实现电池荷电状态(State of Charge,SOC)的估算,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真电路,验证等效模型和SOC估算精度。根据电池管理系统功能要求,该设计选取汽车级单片机S32K144作为无线电池管理系统主控单元的中央处理芯片,并将主控单元硬件电路分为中央处理器模块、电源模块、CAN及RS485通讯模块、电流采集模块、总电压采集及绝缘监测模块、存储器模块和无线通讯模块等部分,使用模块化设计以提高系统可靠性。传统通讯方式通讯线路连接及铺设困难,线路故障点难以检测与排除,布局固定不可移动,因此选取nRF2401射频芯片搭建了一款无线通讯模块用于主从间的通讯,有效克服了上述缺点。依据电路原理图使用Altium Designer进行硬件电路搭建,并在uVision Keil MDK开发环境下编写代码,将代码输入焊接测试好的主控单元以实现各模块功能。本文设计并搭建了电池管理系统实验平台,以验证系统是否满足功能要求。实验结果表明,本文提出的无线电池管理系统主控单元能够满足系统功能要求。在EKF算法的支持下,电池SOC估算误差小于3%;当电池处于过充、过放或者温度过高等异常状态时,该系统能够通过切断继电器或者限制电池组输出功率等方式保护电池组,并将报警信息及时发送至整车控制器以提醒驾驶员,从而有效延长电池组使用寿命,保障电动汽车安全行驶。