储能是有效利用可再生能源的重要技术选择。液态金属电池是新近发展起来的一类廉价高效的电池储能技术,储能成本低、循环寿命长使得该技术在当前的储能市场中拥有广阔的应用前景。为进一步推进液态金属电池的商业化进程,对电池进行储能特性分析,建立电池模型以掌握液态金属电池的动态响应特性是十分重要的工作;此外,对串联液态金属电池组采取均衡控制措施以提高整组容量利用率并延长使用寿命具有重要意义;电池单体建模及电池组均衡控制都是构建电池管理系统(BMS)的重要内容,电池管理系统对电池组的安全、高效使用起到“保驾护航”的作用。围绕上述需求,本文主要研究内容如下:1.分析了液态金属电池的基本输出特性,包括开路电压特性,倍率特性和循环特性等,电压特性表明液态金属电池电压平台低且宽,循环特性表明电池具有较高的库伦效率和较低的容量衰减率。详细介绍了液态金属电池组循环特性,实验结果表明串联电池组在无均衡控制下容量利用率明显低于单体电池。2.本文改进了建模用电池测试工步及参数辨识方法,进一步构建了液态金属电池二阶Thevenin等效电路模型,并对模型输出进行了验证,仿真结果表明无论是脉冲测试工况还是不同倍率测试工况,模型都能够较好地模拟电池的动态输出。3.研究了基于开关矩阵的电感型均衡电路,提出了以荷电状态(SOC)作为均衡变量的“变步长”均衡电流控制方式的均衡控制策略;对三节液态金属电池串联而成的电池组进行均衡仿真分析,结果表明该均衡控制策略综合性能较好。4.初步设计了针对16节液态金属电池BMS原理样机,对其硬件设计原理及软件整体设计架构进行了详细说明;针对3节液态金属电池串联而成的电池组进行了原理样机的功能验证,实验结果表明该BMS具有较高精度的电压、电流检测及SOC估算,被动均衡能够实现一定的电压均衡效果。