进入21世纪以来,能源短缺和环境污染问题日益凸显。纯电动汽车由于其零排放、零污染、噪声低、能耗低的优点越来越受到社会的关注和青睐。动力电池相关技术已成为制约纯电动汽车发展的最关键因素之一,而电池管理系统(BMS, Battery Management System)对动力电池的安全性、实用性、持久性均有着至关重要的作用,成为电动汽车产业化研究的重中之重。在此背景之下,论文对其进行研究与设计。(1)对比各种动力电池的性能参数及特点,并分析锂离子电池的工作原理及工作特性。建立Thevenin等效电路模型,通过多次]HPPC循环实验对等效电路模型进行了系统参数辨识。(2)针对动力电池组荷电状态SOC(State of Charge)估算问题,分析了几种常用的SOC估算方法,并在此基础之上结合Thevenin等效电路模型及其参数辨识提出了SOC迭代修正算法估算方案。(3)针对锂离子电池的不一致性问题,分析了几种常用的能量均衡方案,并在此基础之上提出基于开关矩阵的空间重组主动均衡方案,并设计全新的能量均衡拓扑结构及控制策略。(4)分析电池管理系统的功能需求,对系统进行硬件设计和软件设计。系统采用集中／分布式结构设计,由主控芯片对各功能模块进行总体控制,实现电池组信息采集、充放电管理、故障检测及保护、均衡控制等功能。设计下位机软件与硬件电路相配合,保障了系统各项功能的正常运行。(5)通过实验验证系统信息采集精度、SOC估算精度、均衡效果等各项功能,实验结果表明：信息采集精度和SOC估算精度符合要求,均衡效果理想,系统安全可靠。