为应对能源和环境的挑战,加快传统汽车产业转型升级,电动汽车产业已成为中国的重要战略性新兴产业,对推动中国加快经济发展方式转变起着重要作用。电池管理系统为电动汽车的关键子系统,通过对动力电池组进行实时监控和管理,为电动汽车的安全行驶提供可靠保障。电池管理的关键技术之一是对电池的荷电状态(State of Charge,SOC)进行准确的估计,该信息是优化电动汽车能量管理的条件和基础。电池管理的另一关键技术是电池均衡技术,其能改善电池组能量不一致性,对提高电池组的可用容量至关重要。本文针对锂离子电池组的电池管理关键技术,开展荷电状态估计和充放电均衡技术研究。首先,基于二阶RC等效电路开展锂离子电池组的建模研究。在利用脉冲放电实验方法初步确定锂离子电池模型参数的基础上,进行了参数的多目标优化,获得最优的电池模型参数,并通过混合脉冲功率特性(Hybrid Pulse Power Characterization,HPPC)测试方法验证了电池模型精度。然后,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波电池荷电状态估计方法。该方法基于新息调整因子,对滑动窗口长度进行自适应调整,和对滤波器的噪声协方差矩阵进行修正,降低模型参数和噪声统计特性不确定性对估计精度的影响。数值仿真和实验结果表明,所提出的改进自适应扩展卡尔曼滤波估计方法能精确地估计锂离子电池组的荷电状态,且具有较强的鲁棒性。最后,提出了一种基于平均荷电状态的锂离子电池组充放电均衡方法。均衡电路可实现充电工况,放电或静置工况切换。均衡策略首先基于荷电状态标准差进行电池组的不一致性评价。在充电工况下,对荷电状态高于平均荷电状态的电池子模块进行均衡放电;在放电或静置工况下,对荷电状态值低于平均荷电状态的电池子模块进行均衡充电。数值仿真和实验结果表明,所提出的均衡方法能显著改善锂离子电池组的能量不一致性。