通过单体锂电池的串并联设计锂电池组,以获得理想的驱动电压和功率的研究在电动汽车和储能领域非常重要。然而由于各种原因,电池成组之后的不一致性问题较为突出,如果不加以管控,电池组的不一致性将影响电池组的充放电容量,甚至引发安全问题。当前使用广泛的被动均衡技术存在电流小、效率低、均衡时间长等问题,难以满足电动汽车高效快速均衡的需求。而主动均衡因其能量转移效率高和电流大等优势逐渐成为电池组均衡控制发展的重要选择。目前常用锂电池端电压的不一致作为主动均衡的参考量,将端电压差异与设定阈值的大小作为均衡启动的条件,然而电池充放电曲线在10%-90%较为平缓的特性导致基于端电压的均衡误差较大。因此本文使用基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)值作为电池组均衡启动依据,主要包含以下研究内容:1)提出基于T-S模糊模型的锂电池SOC估计策略。锂电池二阶等效模型的非线性使得直接设计观测器获得SOC值难以实现,因此引入锂电池的T-S模糊模型,并在此模型基础上设计观测器,取得了很好的估计效果。2)设计了单体电池与电池组双向流动的主动均衡器。相比于被动均衡和相邻电池转移电荷的主动均衡拓扑,使用对称反激电路实现的双向均衡器可以实现单体电池与电池模组电荷的双向流动,使得均衡控制更加灵活高效。3)使用带整数规划的模型预测控制优化均衡器的控制,并解决了最优均衡器控制序列的计算问题。其中使用的主动均衡器同一时间允许多个变压器以恒定的电流对单体电池充电或者放电,这使得均衡器控制变为整数规划问题,本文引入最小二乘法和分支定界策略来求解最优均衡器控制序列,大大降低了这个过程的计算量。4)设计相关的电路,搭建实验平台,在平台上对主动均衡器和均衡策略进行了实验验证,分析了 SOC估计和均衡的效果。实验证明所设计的均衡器和均衡策略能够实现锂电池组的高效均衡,能够保障电池组的一致性。