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近年来随着能源危机和环境污染问题日益严峻,燃油交通工具面临着挑战,电动汽车成为解决此类危机的潜在选择,但目前由于车载能量存储技术远未成熟,其动力性能以及续航里程无法满足市场消费需求。基于此,本文提出一种石墨烯超级电容器的制备方法,并对复合储能系统中超级电容器和锂电池的荷电状态(State-of-Charge, SOC)估算展开研究。论文首先阐明了超级电容器的工作原理,根据其储能特性提出一种氮掺杂石墨烯电极材料微波固相制备方法。并对所制备电极材料进行物理与电气性能研究,验证了其较高的相对表面积、循环稳定性以及储能密度；进一步基于该电极材料制作出实验超级电容器,其比电容在电流密度0.5A/g和5A/g时分别为208.17F/g和157.31F/g,容量保持率为75.57%,在0.5A/g电流密度下进行5000次循环充放电实验,其比电容存留约为98.56%,等效串联电阻约为0.32Ω。其次,根据电动汽车复合储能系统的储能原理,分别建立超级电容器和锂电池的电路模型,利用最小二乘法和卡尔曼滤波算法对模型参数进行在线辨识,然后根据无迹卡尔曼滤波算法完成其荷电状态在线估算。最后,搭建荷电状态估算系统实验平台,利用NI PCI 6221高速数据采集卡与LabVIEW建立数据采集系统,然后采用Matlab进行计算分析,分别对超级电容器和锂电池进行荷电状态完成在线估算。实验结果表明：超级电容器估算结果达到较高精确度,全程估算误差变动区间为[-0.94%,0.34%]；而对于锂电池,综合考虑准确性和计算量,最小二乘法与2RC模型搭配获得最优结果,其估算误差在[-1.16%,0.85%]区间内,且系统鲁棒性能突出,可靠性高。实验结果验证了荷电状态估算系统的有效性,可为后续混合储能系统的控制策略提供了准确的荷电状态信息。