当今社会,全球对电能的需求正在逐步增加,由于化石燃料的迅速减少以及对环境的不利影响,可再生能源系统正逐渐取代传统能源,并在全球广泛使用。由于可再生能源发电具有不稳定性,因此一般搭配电池储能系统来对电能进行调配。对于一个电池储能系统来说,一个好的电池管理系统BMS是高效利用电能的基础,锂离子电池的荷电状态SoC与能量状态SoE是两个重要的状态量,在电池管理系统中发挥着重要的作用,对SoC与SoE的准确观测是必不可少的。另外,对电池组进行均衡控制不但能够提高能量利用效率,还能够保护电池组,延长电池使用寿命,也是BMS的一个关键功能。本文对锂离子电池的状态估计以及均衡控制进行了研究。首先,通过电池测试平台对锂离子电池进行了几种工况测试,并记录其电流电压数据。根据实验数据对电池外特性进行了分析,建立了开路电压特性曲线,并建立了电池等效电路模型。考虑到电池SoC对模型的影响,对等效模型电路参数进行分段辨识,之后使用几种工况测试对电池模型进行验证,验证结果表明模型拥有较强的动静态性能。接下来,对滑模控制的基本原理及特点进行了介绍,并通过滑模算法建立了锂离子电池SoC观测器,通过电池可测得的数据对锂离子电池SoC、端电压与极化电压进行估计,并通过实际测试验证。测试结果表明,观测器具有较强的鲁棒性,且动态性能强,与实际值之间的误差较小。由于SoC与SoE之间存在正相关关系,因此可通过观测SoC间接地观测出SoE。基于Super-twisting算法对SoC与SoE观测器进行了设计,并证明其稳定性,之后通过工况测试验证观测器的观测效果。验证结果表明,观测器能够实现SoC与SoE的准确观测,并且抗扰能力强,对于外界干扰能够自动纠偏。最后,介绍了锂离子电池均衡方法的分类与特点,对电池均衡电路拓扑进行了设计,建立均衡拓扑系统数学模型,并基于滑模算法对锂离子电池均衡控制策略进行了设计。通过仿真与实验结果表明,所建立的电池均衡系统能够使电池组内各电池单体SoC趋于一致,实用价值较高。