长期以来焦炉立火道温度依靠人工通过炉面看火孔测量,为了实现焦炉立火道自动测温,设计了一种可以自动完成测温工作的机器人。该机器人的动力来由单体锂离子电池串联并联构成的电池组,锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应等优点。为了确保机器人安全稳定工作,需要及时反馈电池的电压、电流、温度、荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)等信息。因此,在机器人控制系统上引入电池管理系统(BMS)对机器人安全稳定操作具有十分重要的意义。论文以机器人的锂离子电池组为研究对象,首先对机器人工作机理、运行工况的动力需求进行了深入分析。对当前几种常用的SOC、SOH估算方法进行分类总结,初步选择功率积分法结合开路电压法的算法估算SOC,并提出了一种根据当前SOC值,可以在线估算的改进型容量法估算SOH。通过在COMSOL软件上建立均质多孔模型,对锂电池组的状态变化进行仿真。根据仿真结果,验证了在机器人电池组上开路电压法的SOC估算可行性,并在此基础上对SOC估算方法进一步优化,利用局部峰值电压代替开路电压,最终确定了局部峰值电压结合功率积分的SOC估算方法,相对传统方法,此方法对电路硬件要求更简单。结合机器人的实际情况,设计了主从式电池管理系统,以PLC为下位机,在机器人上及时采集数据并做初步分析,PC为上位机对数据进一步处理并对PLC的控制进行决策,并把电池状态反馈至人机界面。上位机与下位机之间通过GPRS DTU设备以Mod Bus协议点对点通讯。对电池组设计了带有被动均衡的电池保护电路,基于霍尔元件设计了电压电流传感器。为了保证机器人不断电,设计了通过切换主电源的不断电充放电电路。通过TEC制冷器给电池降温,并针对焦炉看火孔的高温气体设计了高温防护模块。最后为了实现充放电控制、数据储存、故障检测、SOC和SOH的估算等功能,基于ISPSoft和Kingview平台,设计了电池管理系统的控制程序。