超级电容器是一类新型储存电能的装置,因其具有较大的功率密度、较长的使用寿命、以及工作无污染等优点,得到了广泛的应用。在使用超级电容器时,为了能让超级电容器安全、稳定、高效运行,需要对其进行充放电状态监测。因此,论文设计了一套超级电容器充放电状态监测系统,应用此系统对超级电容器的充放电性能展开了研究。本文首先介绍了超级电容器应用背景和研究意义、国内外研究现状以及应用前景,然后分析超级电容器的充电方式,例如恒压充电、恒流充电、组合式充电、脉冲充电等方式,通过控制系统切换不同的方式对其进行充放电,并对所得到的性能参数进行分析,以便于选择适用于各种系统的充电方式。超级电容的荷电状态(SOC,State of Charge)是超级电容器的一个重要参数。为了能够得到较为精准的SOC,本文首先分析了超级电容器的等效电路模型及其SOC的计算方法,通过比较分析测试结果,本系统应用扩展卡尔曼滤波算法实现对SOC的实时估算,并在上位机的软件中实现SOC的动态显示。为实现对超级电容器的状态参数更精准的测量,在设计充放电状态监测系统前,对超级电容器主要性能参数进行了分析,然后依据所需要实现的功能,设计与实现了硬件电路,主要包括参数测量电路、程控电源电路、充放电控制电路、数据传输电路等。为了得到更高的测量精度和测量效率,论文选择STM32CBT6作为主控芯片,与24位ADC芯片进行通信,通过串口通信进行数据传输,实现精准的测量。上位机采用QT软件进行设计,主要实现对硬件电路的控制,性能参数的显示、充放电特性曲线的绘制、以及SOC的动态显示。超级电容器充放电状态监测系统设计与实现后,分别进行了程控电源精度测试、超级电容器充放电测试、以及SOC实时估算测试等,通过对所测得的性能参数进行对比分析,能够得到精准的测量数据和SOC,达到系统开发的预期目标。