基于电池能源的动力汽车正逐步走进我们的生活,动力电池的充电技术成为电动汽车推广的瓶颈之一,行之有效的动力电池充电管理策略可以提高充电的效率,保护电池和充电设施的安全。目前传统的电池管理系统存在充电方式单一,充电策略固定以及电池端和充电机通讯不畅等问题,本文在对充电管理策略研究的基础上,设计了一套基于电池状态的自适应充电管理系统,由电池端充电管理子系统和充电机端管理子系统组成。在电池端充电管理子系统中,微控制器通过前端采样电路实时采集电池的参数,实现对电池状态分析,充电策略调整,电池故障在线诊断等功能;同时基于标准的充电协议实现与充电机的通讯,实时传输充电参数,以供充电机调整输出的电能。充电机端管理子系统实时监测充电机的输出,同时解析电池端传送过来的充电参数并及时答复,配合电池端充电管理子系统完成充电管理工作。在充电管理算法的研究上,本文首先基于一阶RC电路模型对动力电池进行建模,并通过HPPC测试确定模型的参数。选择折中安时积分和开路电压法的方式来估算剩余电量(SoC),以及结合扩展卡尔曼滤波和增强的库伦计数法实现健康程度(SoH)的在线估算和定期校正。其次,根据建立的电池模型,在Simulink环境中基于三段式充电策略模拟仿真电池的充电过程。仿真结果表明,升高充电电流对于充电总时长和充电效率的收益并非全局线性提升的,而无法被接受的能量会转换成热能造成电池温度的升高,影响电池的寿命和充电的安全。根据该结果,本文设计了一种基于电池状态的在线充电电流优化策略,该策略通过充电前的待充入容量、SoH和环境温度来确定起始充电电流和电流最佳优化边界,采用模糊自适应控制算法(FAC)在恒流阶段内基于电池温度变化率对充电电流进行实时的调整和局部的寻优。最后,本文对诊断电池充电安全故障常用的带有延迟时间的阈值比较法进行了改进,使故障阈值和检测延迟的时间能根据电池状态进行自适应调整。系统通过实际充电测试,相比于传统充电策略,采用了优化策略控制下的充电过程,电池温度能保持平稳,充电总时长和充电效率总收益得到提升。同时系统也能及时诊断并响应电池故障,保护电池的充电安全。总体性能测试结果表明,本系统实现了预期功能,并在汽车动力电池充电管理技术问题上提供了一定的解决思路,对当前电动汽车的推广应用具有一定的意义。