传统燃油汽车广泛使用,使化石能源短缺和环境污染问题加剧。电动汽车取代传统燃油汽车成为趋势,世界各国都在积极发展电动汽车。电池技术的发展是促进电动汽车发展的重要因素之一,作为电动汽车与动力电池组沟通桥梁的电池管理系统,在延长电池寿命、提高电池使用率、保障电池安全可靠运行等方面具有重要作用,开展相关的研究具有重要的经济和实用价值。本文针对电动汽车中广泛应用的磷酸铁锂电池,开展电池管理系统的研究与设计。首先分析了磷酸铁锂电池的电化学原理、表征电池状态的重要参数及充放电特性,确立了电化学模型。在此基础上,利用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和安时积分法(AH)相结合的方法估算电池荷电状态SOC,提高了SOC估算精度;利用Elman神经网络进行电池健康状态SOH估算,提高了SOH估算精度;采用非能量消耗策略进行电池均衡研究,提高电池组电量的使用效率,有助于延长电池寿命。通过Matlab/Simulink对所研究算法和策略进行仿真分析,仿真结果验证了算法策略的可行性与准确性。选用MC9S12XE飞思卡尔芯片作为主控制芯片设计电池管理系统,LTC6803芯片作为从控芯片检测电池管理系统所需要的温度、电池电压等重要特征参数。利用采集到的电池特征参数完成电池SOC和SOH估算及相关故障的判断;同时主控板发出PWM信号控制均衡电路中MOS管的导通与关断以保证相邻两电池工作状态的均衡;最后设计了CAN总线通信电路,一方面完成主控板与从控板之间信息指令的传输,另一方面实现电池管理系统与电动汽车间的信息交流互通。最后,对所设计的电池管理系统进行了测试分析,测试结果表明所设计的电池管理系统完全符合行业对参数采集精度的要求。