电动自行车比电动汽车更早、更大规模地投入到市场,凭借其绿色环保、方便快捷以及价格合适等特点,电动自行车早已被广大消费者所认可。伴随着电动自行车产业规模的极速扩大以及使用的普及,电动自行车对中国经济发展以及“绿色中国”的促进作用得到了越来越广泛的关注。随着共享经济的兴起与发展,共享电动自行车与共享动力电池也逐步的获得了消费者的青睐,而这背后的共享电动自行车企业和动力电池租赁企业也对被租赁出去的设备有着现实而紧迫的监管需求。如何满足以共享动力电池企业为代表的电池租赁行业对动力电池使用状态和所处位置的实时监控需求,成为了这些企业迫切需要解决的问题。针对实现动力锂电池远程监控管理这一问题,本文在传统动力电池保护板的基础上结合了物联网相关技术进行了针对性研究与设计,主要研究内容如下:1.分析一些典型均衡电路拓扑,并对比各种方案的特点及适用对象,同时结合设计需求,设计一种串联式开关电阻型均衡控制单元,并运用Saber软件对均衡控制单元进行硬件电路仿真,以验证电路的有效性。仿真结果显示流过均衡电阻的电流为120m A左右,符合设计目标;再以均衡控制单元为基础构建分组模块式被动均衡拓扑,实现电池单体或者子组之间彼此独立的均衡。2.在以电池端电压为均衡判据的基础上,设计一种基于动态阈值的端电压均衡算法。动态均衡阈值是依据电池在不同电量阶段下的端电压变化曲线而对电池均衡阈值进行动态的调整,在不同电量阶段,电池的均衡阈值大小不同。针对所研究的分组模块式均衡拓扑和动态阈值均衡算法,使用MATLAB/Simulink搭建均衡模型进行仿真实验。仿真时,先设定电量不一致的电池组,经过均衡后,再用监视器模组观察电池组各单体端电压,以此判断电池组的电量一致性。仿真结果表明,动态阈值均衡算法结合分组模块式均衡拓扑减少了“过度均衡”,提升了均衡效率。3.根据远程数据传输要求,对电池管理单元和监控平台服务器端之间的通信方式以及数据传输方式进行研究,选择基于物联网通信模块,通过GPRS移动通信网络让电池管理单元终端与远程服务器端建立TCP连接,并以TCP透传的形式来完成端与端之间的自定义协议数据传输。4.基于以上设计,完成电池管理单元硬件设计。硬件电路包括电源转换与电量均衡、信息采集与处理以及物联网通信模组三个部分;然后基于硬件平台完成了电池管理单元软件设计。5.从基础电路、电池信息采集、数据传输与定位以及电量均衡等方面完成对锂电池管理单元的功能测试和性能测试。实验结果表明,这种有针对性的动态阈值均衡方法可以有效避免以端电压为均衡判据进行电量均衡时出现的“过度均衡”问题,将动态均衡阈值的端电压均衡算法结合分组模块式均衡拓扑对于提升电池组电量一致性有明显的效果。基于GPRS网络、以TCP透传的形式能够很好地满足自定义协议情况下的远程数据传输要求。