由于锂离子电池单体的电压和容量有限,实际应用中往往以串并联成组的形式进行使用,然而由于制造工艺和使用环境的不一致,单体间不可避免的存在不一致性。单体在成组后,电池组的状态监控、放电容量以及循环寿命等都会受到单体不一致的影响。本文围绕锂离子电池组,考虑单体电池的不一致现象,成组时对成组方案进行优化,使得锂离子电池组在成组时的性能达到最佳,成组后首先对锂离子电池组进行初始容量估算,并在锂离子电池组工作过程中对其进行在线健康状态监控与充电优化,旨在精确估算锂离子电池组的容量,并提高其循环寿命。论文在分析锂离子电池单体不一致的基础上,首先对工程实际中应用较为广泛的并联锂离子电池组进行了初始放电容量的估算,在已知各单体性能参数的条件下,提出一种基于组内单体放电电流预测的并联电池组初始放电容量估算方法。然后对成组后的并联锂离子电池组进行了在线健康状态(State of Health,SOH)估算。在介绍基于容量增量分析(Incremental Capacity Analysis,ICA)的锂离子单体电池在线SOH估算方法的基础上,提出了并联锂离子电池组的在线SOH估算方法。结果表明,对于同一类型的锂离子电池,该方法在单体不一致的情况下仍具有较高的电池组SOH估算精度。进而在考虑锂离子单体容量与内阻不一致的基础上,提出了基于模拟退火算法的锂离子电池组成组优化方法。论文分析了单体不一致对锂离子电池组成组时的容量影响,建立了锂离子电池组的成组优化模型,并采用模拟退火算法,对该优化问题进行求解。通过仿真试验针对不同的应用情形对该方法的实用性进行了分析,最后利用真实试验对该方法进行了验证,试验结果表明,该优化方法可以有效提升锂离子电池组的放电容量。最后研究了基于动态电流曲线的锂离子电池组充电优化方法,在已知电池组健康状态、剩余电量的基础上,能够得到一条优化的动态充电电流曲线。利用该动态电流曲线对电池组进行充电,可以有效降低锂离子电池组在充电过程中内阻上的发热量,将在一定程度上提升锂离子电池组的循环寿命。最后通过一组仿真示例说明了该方法的应用过程以及优化效果。