超级电容器是一种新型储能器件,具有很高的功率密度,等效串联内阻极低,充放电循环过程中效率高、低维护需求及环境友好等优势,在大功率储能系统中,超级电容作为储能元件受到的越来越多的应用领域的重视。其快速的功率吸收与释放能力使其较比各类电池组成的储能系统,在需要快速功率变化的领域更为适合。但是长期以来,对于超级电容器的模型的分析一直停留于理论层面,缺乏一个通过简单测量电容器端口电压电流的就可以对超级电容器电气性能良好阐述的等效模型。通过简单模型合理的解释超级电容器在大功率循环过程中的再分布现象,能让工程技术人员优化工程设计,简化控制算法,降低工程运用中上下位机的运算量。本文对超级电容器电极碳材料的种类及颗粒大小的研究发现,10μm的椰壳碳具有最优的电容器容量衰减率和内阻增长率;隔膜厚度对电容器的影响较大,厚度20μm的隔膜制备的电容器在老化终止期能将内阻增长率控制在60%;通过对ET₄NBF₄及SBP-BF₄两种电解质以1mol/L的浓度溶解在AN电解液的分析,得出了SBP-BF₄为溶质的电解液能,使得寿命末期容量衰减控制在21.52%,内阻增长率控制在36%,有利于产品的一致性提升。工作电压是造成电容器衰减的致命因素,老化1344小时后,工作电压2.8V的容量衰减率为-25.8%,内阻增长率为72.6%,而电压到达3V时,容量减率为-50.31%,内阻增长率为645.33%。优化材料及介质制备的超级电容器单体的老化性能测试表明,优化后的单体在寿命终止期电容衰减率为-15.71%,内阻增长率为43.83%,产品一致性良好,性能稳定。在典型的三RC支路的超级电容器等效模型的基础上,依据目前的应用环境简化为两RC支路模型,使用Simulink集成的离线参数识别功能来对两RC支路模型进行仿真。并将该模型运用在新制造的改进优化的超级电容器单体的分析计算中,并验证该模型对超级电容器的容量与等效串联电阻的计算是否符合实际上的测量结果,并对测量结果进行分析,确定模型的可信程度。本文提出使用线性最小二乘与EKF算法来识别其非线性容值,并提出使用EKF来同时估计二支路模型的SOC并识别参数,同时依据超级电容等效串联内阻或容值计算出SOH。