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近年来，由于传统汽车对于日趋严重的能源短缺、环境污染等问题手段解决有限，而新能源汽车，尤其是燃料电池汽车凭借燃料来源清洁广泛、排放几乎为零等优点，因此受到越来越多的重视。本文围绕燃料电池汽车动力系统的重要组件之一动力电池，以及动力系统能量管理策略，开展了相关的理论与试验研究。首先，以锂离子电池工作原理为出发点，介绍了三元材料锂离子电池的工作特性，以35Ah三元材料锂离子电池单体为研究对象，开展了不同充放电倍率和温度下的单体电池性能试验，以及不同充放电倍率下的HPPC试验，并利用充放电HPPC试验数据对戴维南电池模型和经验公式电池模型的参数进行了辨识。试验结果表明，低温和较高的充放电倍率对电池工作电压和充放电容量有较大的影响。其次，介绍了影响动力电池SOC的主要因素，论述了线性卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法(EKF)以及无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的主要原理，利用Matlab/Simulink分别建立了基于戴维南电池模型和改进经验公式电池模型的EKF估算SOC仿真模型以及UKF估算SOC仿真模型，并将仿真结果与试验结果进行了对比。仿真分析结果表明，当采用相同的算法时，改进经验公式电池模型比戴维南电池模型具有更高的估算精度；当采用相同的电池模型时，UKF算法在高放电倍率以及高低温时比EKF算法更加精确。最后以某款燃料电池电动汽车动力系统为例，介绍了On/off控制策略和功率跟随控制策略的原理和特点，在动力系统燃料消耗等效方程的基础上，研究了瞬时优化最佳能耗控制策略，运用Matlab/Simulink建立了该控制策略的仿真模型，结合ADVISOR平台，在中国城市典型工况下对该款燃料电池汽车动力系统进行性能仿真分析。仿真计算结果表明，与功率跟随控制策略相比，瞬时优化最佳能耗控制策略很好的实现了控制目标，在保证动力性的前提下，燃料电池整车经济性能最高。