随着能源危机、环境污染等问题的日益严重,电动汽车的大规模推广应用已逐渐成为汽车行业的发展趋势。动力电池组作为电动汽车的动力源是最昂贵的部件之一,由于受单体电池制造工艺、工作环境及串联回路的影响,在循环充/放电过程中单体的不一致性逐渐加剧,导致了动力电池组的使用寿命及可用容量逐渐降低,继而缩短了动力电池组的续航里程。为减小动力电池组的不一致性,提高其使用寿命及续航里程,必须进行均衡管理。因此,本文以三元锂离子电池为研究对象,基于动力电池组不一致性形成原因,对动力电池组在线主动均衡控制进行了理论研究和实验分析。首先,针对动力电池组剩余容量(State of Charge,SOC)估算精度低问题,本文提出了一种基于无迹卡尔曼滤波SOC估计方法,建立了采用戴维宁模型的电池空间状态方程,然后着重分析了无迹变换思想及无迹卡尔曼滤波对SOC估算原理,最后搭建了仿真模型,在NEDC工况(New European Driving Cycle)及HWFET(Highway Fuel Economy Test)工况下,采用无迹卡尔曼滤波对SOC进行了估算,仿真结果验证了该算法对SOC估算的有效性。其次,针对传统均衡方法存在的不足以及使用过程中各单体组间不一致性逐渐增大问题,提出了一种“单体解耦-分布式控制器串联”主动均衡控制系统拓扑结构,设计了电压外环和电流内环双闭环控制系统,可实现输出端电压和放电电流的精确调节。在此基础上,提出了一种充/放电模式下主动均衡控制方法,依据单体SOC与平均SOC偏差,放电模式下通过调整母线电压调节系数及均衡加速系数,在保证母线电压稳定的前提下,可实现对动力电池组放电速率的调整;在充电模式下对充电均衡加速系数进行调整,实现了充电速率的调节。针对动力电池组均衡速率较慢问题,提出了一种均衡加速度系数自适应调整均衡方法,在充/放电模式下,单体组间依据自身SOC差异对均衡加速系数进行调整,实现充/放电电流的自适应调节,完成了对动力电池组的高效均衡管理。最后,基于Freescale数字信号处理器MC9S12XET256处理芯片,对分布式在线主动均衡控制系统的硬件及相应软件进行了开发,搭建了动力电池组均衡控制实验平台,并进行了充/放电模式下均衡实验。实验结果表明,所设计的分布式在线主动均衡控制系统,可实现在充/放电过程中动力电池组的在线主动均衡,可通过调整母线电压调节系数,满足不同负载的工作电压需求,以及避免了无效充放电循环及单体组过充、欠充现象,并提高了均衡精度与均衡速率,对动力电池组的使用效能及使用寿命有较大的改善。