锂电池作为新型能源,凭借其循环能力强,放电电流大,充电速度快等优势广泛应用于储能系统中。但相比于其他储能能源,电池安全性较差,电池充放电过程控制较难,需要加入电池管理系统对锂电池储能系统进行监控、保护。本文主要研究了一种用于高电压大功率锂电池储能系统的电池管理系统。电池管理系统通过采集电池电压、温度,对电池进行监控、保护;采集充电单元参数,对充电过程进行实时监控。电池管理系统可以提高锂电池储能系统的稳定性和安全性,提高储能系统输出直流电能质量。针对储能系统大电流放电压降、温升及长期工作稳定性问题,本文对磷酸铁锂电池进行了一系列循环实验,考察其大电流放电可靠性,高低温工作稳定性,确定最佳工作温度,确定电池模组连接方式。为了模拟电池外部特性与内部状态的关系,对电池单体进行二阶建模分析,提出了基于改进安时积分法的SOC估计算法,解决了传统安时积分法无法预测电池SOC初值问题。对电池管理系统硬件电路进行设计,主要包括模组控制器和集中控制器。针对储能系统电池模组数目较多,各控制器相互之间通讯隔离问题,本文采取了主从控制方式,1个集中控制器通过隔离的CAN通讯模块与15个模组控制器通讯,提升了硬件系统的可靠性和稳定性。本文电池均衡方式采取了分散式DC-DC均衡法,均衡充电单元采取了PFC+半桥变换器,实现AC220V-DC30V变换,驱动方式采取脉冲变压器驱动,解决了母线高压侧与驱动侧隔离问题。充电方式采用先恒流后恒压模式,针对传统PI控制器启动电流超调大,动态性能不好问题,本文设计了一种基于预测模型控制的充电器控制器,代替传统电流内环,改善了充电系统电流动态性能,防止充电电流突变对电池造成不利影响。最后进行了电池管理系统软件设计,包括系统主程序、基于LTC6803的电压采集程序、温度采集程序、SPI通讯程序、SOC估算程序、CAN通讯程序。对电池管理系统的采集精度进行试验,通过将采集的电压,电流,温度与真实值比较,试验结果表明,电池管理系统软件可靠性较强,采集精度较高,满足了储能系统要求。