1.1 研究目的及意义

随着人们生活水平和对出行便利要求的提高，家家户户都有了汽车。然而，汽车在给人们的生活带来便利快捷的同时，也出现了一些会影响人们工作生活节奏的小问题，比如汽车的蓄电池电量不足的问题。

汽车蓄电池电量是关系到发动机能否正常启动的关键因素之一,在气温较低时尤其重要。对于商用车而言，特别是重卡，货运方式基本为长途运输，过程中需要等待货运安排及排队装卸车，花费时间少则几个小时，多则一天，为降低运输成本，用户吃穿住行都在车上解决，故用户对驻车条件下的驾乘舒适性要求越来越高。为适应全国气候差异性，驻车空调、驻车加热以及音乐播放器等舒适和娱乐性配置越来越多。在驻车情况下,电器均是通过蓄电池进行驱动，蓄电池内部的电量随着电器的使用而减少。目前蓄电池一般不采用电量管理系统，此种情况下，容易出现蓄电池因长期使用导致电量过低，而发动机难以启动的现象。而且汽车若较长时间停驻，车主离开车后并不能及时的知道汽车蓄电池电量情况，很可能到了用车时才发现蓄电池电量过低，因此能够远程实时获取当前蓄电池电量情况对用车人员来说很重要,这样可以有效避免在用车时无法启动发动机的情况。

而且近几年在环境污染和资源减少等问题日益加剧的情况下，各国都在刻不容缓的发展新能源汽车。相对燃油汽车，电动汽车具有噪声低、污染小、行驶成本低廉的优点，在能源利用和尾气排放方面有明显优势。因而，就电动汽车的长远发展潜力面言，它将对未来汽车的发展动向起主导作用。蓄电池是电动汽车的能量来源，管理好蓄电池对于电动车来说是至关重要的。而电动车必不可少的仪器就是电池容量计，或者说蓄电池容量预估器，告诉使用者还剩余多少容量。实际上，不仅电动车需要电池容量预估器，许多使用蓄电池的场合都对此有迫切的要求。传统的对蓄电池监视的手段仅仅是一块电压表，而电压却不能准确的反映电池的容量，经常出现电压正常却无容量的现象。因此相当多的电动车研究人员把精力集中在蓄电池容量预估的研究上。

经过一段时间的研究及实践的检验，国内外专家形成了一种共识:在汽车课题的研究中，蓄电池及其管理是很关键的。作为汽车牵引动力能源，蓄电池运行性能的好坏直接影响汽车的运行效率。因此，对蓄电池应用及管理的进一步研究有重要意义。

1.2 国内外研究现状

在电动汽车产业的推波助澜下,蓄电池电量估计的研究也越来越显得时代化和新型化。因海外诸多企业趁着在发展汽车的起步相对较早的优势下，已率先在电池电量监测方面的研究获得了一定的技术支撑。早前美国在1991年成立的USABC，就为开展电池及其监测系统的测试和试验奠定了基础；而后的日本青森工业研究中心在1997年也加入了电池监测研究的行列。目前，许多的大型企业如美国的通用汽车公司、日本的丰田、本田和松下等公司，还有US Nanocorp公司、凹凸科技、德州仪器都踊跃地加入到了电池管理芯片的研发当中，甚至某些公司已拥有了自己的电池监测系统。国外在这一研究领域备具代表性的有：美国Acrovironment公司开发的SmartGuard系统，通用公司开发的EVI和GMPrecept系统，德国以Mentzer Electronic Gmbh和Wemer Retzaff为首开发的BADICOACH系统，以及B.Hauck设计的BATTMAN系统。

虽然与美国、日本相比，我国在电池电量监测研究方面还存在很大的差距，但是我国汽车产业发展已受到相当重视，并且已成为发展国家战略能源的重要方向。早在“十五”期间我国就设立了电动汽车重大研究项目，而后又将其列为“863计划”和动力电池及其管理系统重大专项,同时还将其作为“十二五”规划中的七大新兴产业之一。根据制定的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020)》,我国将投入千亿元来支持节能与新能源汽车核心技术研发和推广, 可看出国家已将新能源汽车作为振兴国家经济和转变产业结构的重要突破口。
在国外积极发展电动汽车有关技术的同时，我国也由科技部门组织的以东风汽车公司、北京理工大学、清华大学等为代表的国内多家企业、高校与科研机构开始了对该领域技术的联合攻关。在电池监测系统方面，北京理工大学开展了混合动力轿车(EQ7200HEV)用镍氢动力电池组及管理模块的研究；苏州星恒电源有限公司和北京有色金属总院也分别开展了燃料电池轿车用高功率型锂离子动力电池组及管理系统和解放牌混合动力城市客车用锂电池及管理模块的研究。北京交通大学自1999年起就开始投身于电池管理系统及电池充电机充电站的研究，直至今天，已形成了包含铅酸、镍氢和锂离子等不同类型电池来匹配不同车型的产品系列。亿能电子、冠拓电源以及力高新能源等生产企业也相应的研制了一些可匹配不同车型的高性能电池管理系统，其中,惠州亿能电子是中国电池管理系统商中产品应用最为普遍的企业。而在整车厂商中主要具有代表性的是比亚迪和北汽新能源，其中比亚迪的电动汽车已配套有自己的电池及电池管理系统，且通过集电池、电池管理系统和电动汽车研发于一身，在成本和效率方面有很大的优势。

电动汽车电池电量监测系统在经历一定时间的发展后，在功能上也得到了极大的优化和改善，不仅大幅提高了检测的准确度,而且还大大增强了系统的可靠性。但电池电量监测系统就技术发展而言仍未达到最优,仍旧有许多的问题需要人类继续去探索，像如何使电池的各状态参数，剩余电量能被更精确地测量和估算,还有如何在更合理地管理电池能量的同时保证其性能的充分发挥。当然，随着在未来人们对电池本身认知越来越深入，电池电量监测系统的功能也将变得越来越多样化，电池管理芯片的精度也将越来越高，电池监测系统也将更加完美。

2. 研究的基本内容与方案

为了精确地了解汽车蓄电池的剩余电量并实现远程监控，本文设计了一个能远程监控蓄电池剩余电量，并且在电量过低时向终端发出警告的汽车蓄电池电量远程监控系统。该系统分为三个组成部分，分别是电量采集模块、控制模块、终端显示模块。电量采集模块采用IM1253微型嵌入式直流计量模块，它能通过485通讯采集实时电压和电流数据，能通过UART口方便的和其它单片机、ARM连接实现众多自动化控制功能；控制模块采用stm32系列单片机和ESP8266串口wifi模块，ESP8266模块有wifi功能，可将数据传送到网络上；终端为电脑上的显示界面，它显示从onenet物联网平台接收的实时数据。