近年来,铝离子电池的基础研究中出现重大突破,由戴宏杰院士团队研制的铝离子电池拥有安全性高、稳定性强并支持大电流密度充放电等一些列优点,应用前景广阔。为满足铝离子电池应用需要,论文根据铝离子电池特性,建立了铝离子电池模型并确立了铝离子电池荷电状态(State of Charge,SOC)估计方法。电池模型在电力系统仿真、SOC估计等方面意义重大,论文为建立铝离子电池模型,根据实验确立了温度、电流、循环次数、自放电与铝离子电池容量的对应关系,并列出了铝离子电池容量修正方程,同时通过对电池自放电的研究,明确铝离子电池开路电压的获取方法为电池搁置8分钟后的电压值。通过对铝离子电池不同荷电状态下的电化学阻抗谱分析以及混合功率脉冲实验(HPPC,Hybrid Pulse Power Characteristic),发现铝离子电池在不同荷电状态下,内部特征和外部特征基本一致,根据对电池电化学阻抗谱拟合和电池极化电压拟合,确立了适合铝离子电池的双RC回路等效电路模型,通过整体混合功率脉冲实验数据以及模型计算公式,进行了模型参数辨识,并通过matlab建立铝离子电池模型,经过参数修正后,最终仿真验证模型最大误差为1.5%,证明模型较为准确,模拟效果较好。在对铝离子电池进行状态估计时,通过实验验证和分析确立开路电压法和安时积分法对铝离子电池的适用性;详细介绍了扩展卡尔曼滤波的工作原理和算法流程,以铝离子电池模型为基础,建立适用于EKF的铝离子电池空间状态方程;采用了九次多项式拟合确立了开路电压与SOC的对应关系,对其余辨识参数采用分段赋值的方法;根据扩展科尔曼滤波计算方程和建立的空间状态方程编写点m程序实现SOC估计模型的建立,通过仿真与实际放电池曲线对照,在初始值设置正确的情况下,SOC估计误差不超过2%,说明对铝离子电池电量的估计较为准确,同时在初始SOC设置错误的情况下,预测SOC总能收敛至正确值,体现模型具有良好的鲁棒性,能够满足应用要求。