随着不可再生能源的耗费,环境污染的加剧,发挥电池的性能、促进其应用得到了主管部门和科研人员的广泛关注。目前市场上有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池等多种二次电池,其中锂离子电池由于其功率大、能量密度高、循环寿命长、放电率低以及价格适中等优势,被广泛应用在交通动力、电力储能、移动通信、新能源储能和航天军工等领域。因此,对锂离子电池相关技术加以研究具有重要的理论意义和实用价值。本文对锂离子电池荷电状态(State Of Charge,SOC)估算方法和锂离子电池主动均衡技术进行了深入研究:在分析常用SOC估算方法和均衡方法的基础上,提出一种基于鲸鱼和遗传算法优化Elman神经网络权值和阈值的锂离子电池SOC估算方法;并将估算所得SOC值作为锂离子电池均衡的均衡判据之一,设计、制作和调试了一种基于模糊控制的分布式储能锂离子电池主动均衡电路。论文主要工作如下:(1)介绍了锂离子电池的结构、原理、特性参数和单体模型,以及锂离子电池SOC估算方法和电池主动均衡技术的研究进展;(2)提出了将鲸鱼算法和遗传算法相结合,优化Elman神经网络权值和阈值的SOC估算方法,并进行了实验验证:设计了一个三输入一输出的训练模型,将电池的电流、电压、温度作为模型输入值,SOC作为输出值,使用Matlab对该估算方法进行仿真;设计了一种电池参数在线监测系统,用来采集Elman神经网络的学习和测试数据。实验表明本估算方法具有较高的预估精度,其平均误差小于1%;(3)利用电感的储能特性实现电池间的电量均衡:设计了一种基于分布式储能的锂离子电池组分层均衡电路,既实现了电池电量的均衡,又缩短了均衡时间。均衡控制采用脉宽调制(PWM)方式控制开关管,以电池间的电压差为依据控制开关管通断时间的长短。搭建了硬件平台验证所设计均衡电路的性能,结果表明均衡后电池电压误差小于0.02 V;(4)提出了一种基于模糊控制的均衡控制策略:在电路中加入模糊控制器,建立一个二输入一输出的模糊控制系统,将单体锂离子电池SOC估算值和电压作为输入,其输出控制功率管的开关时间,从而实现均衡电流大小的调整。使用Simulink对均衡方法进行仿真,结果表明使用本控制策略的均衡电路既降低了能耗,又缩短了均衡时间。