近年来,铝离子电池相关研究出现重大突破,由戴宏杰院士团队研制的铝离子电池拥有安全性高、稳定性能强且能够支持大电流充放电等一系列的优点,其在电网等大规模储能领域有着广阔的应用前景。为了满足铝离子电池的实际应用与推广需要,本文根据铝离子电池的基本特性建立了铝离子电池的等效电路模型并确立了铝离子电池的荷电状态(State of Charge,SOC)估算方法。首先,以铝离子电池为主要研究对象,综合考虑铝离子电池已知的自身性能与实验条件,通过实验分析充放电倍率等因素对铝离子电池各项基本特性的影响,并以此为依据并设计了获取电池电势的脉冲实验方法,通过获取结果明确铝离子电池存在较为明显的电压滞回特性。然后,结合目前主流电池的建模方法详细讨论经典等效电路模型针对铝离子电池的适用程度,仿真结果显示经典模型仅能在电池电量较高时粗略地描述铝离子电池的外部特性,不能完全适用于铝离子电池。结合铝离子电池较明显的电压滞回特性在经典模型的基础上提出一种针对铝离子电池的等效电路模型,并根据脉冲放电实验的实测数据对所提出模型的参数进行辨识。在MATLAB/Simulink环境下对此模型进行搭建,以恒流放电、脉冲放电、恒流充电三种电池工作状态对所提出的电池模型进行仿真验证,仿真结果表明本文提出的铝离子电池等效电路模型在上述三种工况下均拥有较高的精度,能够较为准确的描述铝离子电池的外部电压特性。最后,详细阐述分别适用于线性离散系统、非线性离散系统的卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)与扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的基本原理,结合电池在实际应用中容易受到有色噪声干扰的问题,利用开窗法在EKF的基础上增加自适应环节,明确以自适应扩展卡尔曼滤波算法(Adaptive Extended Kalman Filter,AEKF)对铝离子电池SOC进行估算的方法。以已建立的铝离子电池等效电路模型为基础推导出参数矩阵与AEKF递推公式,在MATLAB/Simulink环境下搭建基于AEKF的SOC估算模型。以铝离子电池在恒流放电、脉冲放电工作状态下的实测数据为参考进行仿真验证,仿真结果表明本文提出的基于AEKF的铝离子电池SOC估算方法有较高的精度、较好的收敛性与较强的抗干扰能力。