锂离子电池的荷电状态是电池管理系统BMS（battery management system）运维的重要参数，对其准确估算关系到锂离子电池的实时监测和安全控制。传统无迹卡尔曼滤波UKF（unscented Kalman filter）算法在估算锂电池SOC时有使协方差矩阵负定的风险，存在估计精度不高的问题。为解决该算法的不足，以三元锂电池为研究对象，建立二阶RC等效电路模型对电池的工作特性进行表征，在传统的UKF算法基础上提出一种双UT变换的平方根无迹卡尔曼滤波SR-DUKF（square-root double unscented Kalman filter）算法，并结合多种工况对改进后的算法进行验证。实验结果表明，改进后的SR-DUKF算法通过二阶RC等效电路能够较好地对锂离子电池SOC进行估算，在HPPC、BBDST工况下的平均误差分别为0.59%、0.52%，2种工况下的收敛时间分别为60 s和110 s，验证了改进后SR-DUKF算法具有更高的估算精度、更好的收敛性及更优的鲁棒性。