锂电池作为新能源汽车动力源和储能建设的核心部件,推进其快速发展与安全有效建设与应用的重要性不言而喻。但锂电池等效建模和老化研究作为制约其发展的两大难题至今仍未得到有效解决。本文深入研究电池充放电特性与老化机理,并设计一种结合迟滞特性的分数阶电池模型,并采用多元回归算法利用电池老化数据探获电池老化与关键参数的规律性关系。以三元锂电池为研究对象,进行各项特性测试,包括不同温度、不同倍率下电池电压与荷电状态的关系曲线,分析总结电池性能随温度、充放电倍率的变化规律以及迟滞引起的模型建模误差和不同环境下电池老化速度差异。针对电池迟滞现象,开展电池主环迟滞实验、次环迟滞实验以及迟滞电压的温度依赖性、路径依赖型、荷电状态依赖性研究。结合实验数据设计一种电池迟滞电压模型,并通过实验数据验证得出模型的最大误差为17m V。此外,以迟滞模型与分数阶等效电路模型为基础,设计一种分数阶等效电池模型,通过分数阶导数理论结合扩展卡尔曼滤波原理推导出一种分数阶扩展卡尔曼滤波算法,实现对电池荷电状态的准确有效估算,估算偏差约为2%。进一步开展电池循环老化实验,研究不同老化程度下的电池充放电特性与内阻变化情况以及不同温度下老化容量衰减情况。分析不同健康状态下电池循环次数、老化内阻、恒流充电时间、恒压充电时间的变化规律。基于老化实验数据建立多元回归算法,准确表征电池老化衰减过程中电池健康状态的变化。该模型能精确体现老化程度与老化特征参数的变化规律,模型误差最大为3%。