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锂离子电池以其优异性能已成为动力电池的主流选择,动力电池在运行的过程中需要通过荷电状态确定其续航里程,由于电池的荷电状态受到各参数的影响,现有估算算法精度不高,本文提出一种改进算法对电池的荷电状态进行估算以提高估算精度。在实际运用中,动力电池组由多节单体电池串联而成,由于单体电池的自身参数存在差异,导致电池组容量出现不一致性,为此本文基于冗余均衡电路改善电池组的不一致性,延长放电时间。具体的研究内容如下:首先,采用二阶RC(RC,Resistor-Capacitance Circuit)作为电池估算模型,并对电池模型的相关参数进行辨识。为预估电池荷电状态,详细介绍现有估算方法,针对现有算法估算精度不高的问题,提出一种利用参数迭代的改进算法。为验证所提改进算法的优越性,利用恒流充放电实验数据分别对现有估算方法和所提改进算法进行对比分析,并基于FUDS(FUDS,Federal Urban Driving Schedule)工况对改进算法进行实验,实验结果表明改进算法误差小于3.5%,从而验证所提算法的正确性。其次,在电池组离散度较大的工况下,对电容型均衡、电感型均衡、变压器型均衡、冗余型均衡等电路进行分析和仿真,结果表明冗余均衡电路具有更好的均衡性能,但其开关切换次数较多且离散度进一步加剧时放电时间缩短,针对上述问题本文分别从均衡控制策略和拓扑结构进行深入研究。对于开关切换次数较多的问题,从均衡策略方面进行改善,提出分阶段能量控制法的控制策略。当电池组离散度进一步加剧时,针对冗余均衡电路不能使电池组完全均衡而导致放电时间变短的问题,从均衡拓扑方面进行改善,提出一种带有DC-DC变换器的冗余均衡结构,延长电池组的放电时间。并搭建仿真模型进行验证。最后,为验证本文所提均衡控制策略和改进型冗余均衡结构方案,搭建相应实验平台,在保证电池初始状态和负载一致的前提下进行实验。通过对实验数据分析可知,相比于等能量控制算法,分阶段能量控制法可有效减少开关切换次数,提高系统稳定性,同时改进型冗余均衡结构比冗余均衡结构的放电时长提高9.5%。实验结果验证了所提方案的可行性、准确性。