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锂电池与其它电池相比较,具有性能高、污染低、寿命长、动力强等优点,广泛应用到航天航空电源设备、电动汽车、医疗设备等领域。但是锂电池的不良操作不仅会降低电池的性能,还会引起严重的安全隐患,因此研制安全、稳定、可靠的电池管理系统(Battery Management System,BMS),具有非常大的现实意义与实用价值。本文对锂电池展开研究,旨在设计并实现有效的电池管理系统,完成的主要工作如下:第一,使用戴维南等效电路模型与自适应无迹卡尔曼滤波算法对电池状态进行估计。并选取欧姆内阻作为时变参数,结合参数在线估计方法,使用双重卡尔曼滤波,实现一种能同时在线估计系统参数与系统状态的方法,在估计电池荷电状态(Stage of charge,SOC)的同时,通过欧姆内阻间接得出电池健康状态(State of health,SOH)。第二,结合锂电池组实际工作环境与常用均衡方式,采用基于电池SOC的均衡策略和基于多绕组反激式变压器的均衡拓扑结构,设计均衡电路,包括工作模式选取、参数设计等,并用SIMULINK对充电、放电与静置状态下均衡电路进行仿真。第三,基于BQ76PL455采集板、STM32主控板、双重自适应无迹卡尔曼SOC估计算法设计电池管理系统。系统硬件分为主控模块与测控模块,实现电池信息采集功能、通信功能、系统状态显示功能与各类保护功能。系统软件主要编写硬件功能驱动程序,并设计SOC估计算法流程与编写系统上位机软件。第四,对电池管理系统基本功能进行测试,包括电压采集、电流采集与温度采集精度测试,SOC估计精度测试。测试结果显示,电压、电流与温度采集误差都小于2%,使用安时积分法与双重自适应无迹卡尔曼滤波法估计SOC作对比,SOC估计精度为最大误差为2.1%,实验结果表明本次设计电池管理系统性能稳定、能够安全稳定运行,具有良好的信息采集精度与估计精度,有较强的实用价值。