为了满足新能源有轨电车运行的能量和功率要求,锂电池需要通过串并联组成车载储能系统。电池管理系统作为完成检测电池参数,控制电池组充放电并准确估计电池状态等任务的关键部件,是动力电池系统不可或缺的组成部分。本文旨在设计一套适用于双源制地铁工程车的电池管理系统,在实现其基本功能的基础上,围绕电池管理系统的状态变量估计进行深度研究。首先,本文以双源制地铁工程车为研究对象,从整车能量管理系统的角度出发分析了双源制地铁工程车电池系统的能量和功率需求,以此为依据确定电池选型并配置了电池及其管理系统的主要参数。在此基础上本文根据相关测试标准完成了电池性能测试,为后续电池管理系统研究提供了数据基础。接着,本文结合轨道交通电压等级高、电磁环境复杂等特点,对电池管理系统的设计方案和设计方法展开叙述。包括硬件选型和电路原理说明,系统主要功能的程序实现,以BMS为中心的通信方案设计等内容,本文均作出完整阐述。同时本文装载电池箱完成了 BMS主要功能测试。之后,本文着重研究了不同工况条件下电池管理系统状态变量的精确估算,提出一种基于模型驱动的电池管理系统剩余可用能量估计的方法。在此过程中,本文根据地铁工程车的运行环境和工况特点,考虑温度和倍率对模型参数的影响,建立了一种全倍率-温度范围内适用的磷酸铁锂电池模型。本文引入电池剩余最大可用容量和剩余最大可用能量的概念,通过分析二者之间的潜在联系,在所建立的模型基础上,类比SOC估计方法,分别用卡尔曼滤波(KF)技术的线性化形式(EKF)和噪声修正形式(AEKF)进行电池剩余可用能量估计并完成了仿真验证。