交通电气化被广泛认为是缓解全球性能源危机和环境污染的可行之策。电动车辆作为绿色可持续交通系统的关键组成部分,其主要或者辅助驱动能量为电能,与传统燃油车相比,在诸多方面占有极大优势。锂离子电池因其相对优良的综合性能已广泛作为电动车辆的关键储能部件。然而,锂离子电池较差的热安全性为电动车辆的高效运行埋下了巨大安全隐患。为了确保电池系统能够安全、高效、可靠地运行,对其进行面向控制的热模拟与在线温度估计研究至关重要。文章针对两种几何形状的锂离子电池,研究其产热传热机理,并基于实际应用,对电池正常工作时的产热传热过程进行合理假设与简化以建立其面向控制的热模型;然后阐述基于模型并结合卡尔曼滤波算法的在线温度估计的基本原理。具体的研究工作包括:（1）针对圆柱型锂离子电池,设计测试工况和仿真场景,通过商用软件联合仿真获取丰富的仿真数据,并基于该数据集进行详细的电池热效应分析;针对软包型锂离子电池,设计实验测试程序并进行实验测试获取充足可靠的实验数据,然后基于该数据集进行详细的电池热效应分析。（2）针对圆柱型锂离子电池,从建模假设和控制方程两个方面详细综述七个典型的面向控制热模型,并基于电池丰富的仿真和实验数据,从模型的预测精度、计算复杂度以及模型对外界冷却条件的敏感度三个方面系统地评估各模型的实用性,并确定不同应用场景下的最优模型。然后基于选定的最优模型、结合卡尔曼滤波算法设计温度估计器实现圆柱型锂离子电池准确高效的在线温度估计,并分析该温度估计方法的鲁棒性。（3）针对软包型锂离子电池,基于切比雪夫-伽辽金近似方法建立一个面向控制的二维空间解析热模型,该模型充分考虑电池极耳产热、极耳与本体间的热流交换以及本体上的不均匀产热特性。然后基于辨识的最优参数模型、结合卡尔曼滤波算法设计温度估计器实现软包型锂离子电池的在线温度估计,并分析该温度估计方法的鲁棒性。