近年来随着全球气候、能源与环境等问题逐渐凸显，电动汽车以其低污染、噪声低、能源效率高、结构简单、使用维修方便等优势成为汽车工业研究热点。作为电动汽车的动力来源，锂离子电池以其能量密度高、小型轻量和高输出功率等优点逐渐成为首选，锂离子电池荷电状态（state of charge, SOC）估计一直是电池研究的重点和难点。本研究以电动汽车用锂离子电池为研究对象，结合锂离子电池在实际工况下的特性，对锂离子电池建模方法和SOC估计算法进行了较深入研究。首先介绍了电动汽车用锂离子电池组成、制作工艺、结构以及工作原理，并对锂离子电池的主要性能参数做出针对性的研究，同时采用自行开发的锂离子电池测试系统，进行相关电池参数的实验测试。基于经典的电池模型的分析，并结合电池在实际工况下的特性，本文决定采用PNGV改进模型对电动汽车用锂离子电池进行建模，借助对电池放电曲线及恢复曲线的分析，运用最小二乘法完成对模型参数的辨识，并采用MATLAB/SIMULINK仿真模块，实现了所建立模型准确性的验证。然后综合分析经典SOC估算方法，基于PNGV改进模型，利用扩展Kalman滤波算法，结合安时积分法实现对锂离子电池系统空间状态的建模，借助开路电压法对锂离子电池荷电状态初始值的预估计，运用扩展Kalman滤波算法的迭代运算，完成对锂离子电池SOC估计。最后通过MATLAB仿真和电池充放电实验数据对比可知，PNGV改进模型所模拟的电池特性非常接近真实情况，基于PNGV改进模型的SOC估算方法运用于锂离子电池荷电状态估计是准确合理的。