动力电池系统是新能源汽车的核心技术。电芯制造工艺的差异使得单体电池的化学和电气性能存在一定的差异,在充放电循环过程中,会导致电池组中各单体电池不一致,从而影响到电池组的整体性能。为了提高电池组的一致性,需要对动力电池组进行均衡管理。目前动力电池组均衡技术还不成熟,需要继续开展相关研究,因此本论文从以下几个方面对均衡控制技术做了进一步的研究与设计。首先,通过查阅大量文献,论述了目前国内外对电池组均衡技术的研究现状,一方面详细介绍了现有的均衡拓扑结构,指出其各自优点以及目前存在的一些不足。另一方面简要概述了目前常用的几种均衡策略。其次,结合电化学反应机理和物理充放电实验数据,阐述了锂离子电池的基本特性。通过对锂离子电池的生产制造、工作工程和存储过程三个方面进行剖析,概括了锂电池不一致的来源,并提出有效的解决举措。采用实验测试的手段,从开路电压、工作电压以及SOC三个角度,总结了锂电池不一致性的表现形式。接着,在传统变压器式均衡拓扑结构的基础上,将均衡主电路小型化、单元模块化,针对不同规模的电池组,选取适当数目的均衡主电路单元,以级联的方式对各均衡主电路单元进行线路连接,实现具有良好扩展性的双向主动均衡拓扑结构,达到能量可以在指定单体电池和电池组之间高效率转移的目标。同时,对比分析常用均衡变量的优缺点,提出以开路电压作为均衡变量的均衡控制策略。然后,在前文理论分析和实验测试的基础上,采用模块化的方法设计均衡系统的硬件,包括基于STM32的主控模块,基于LTC6803的单体电压监测模块,基于DS18B20的温度监测模块,基于LTC3300的均衡开关控制器和基于反激式变压器的均衡主电路,实现均衡系统的硬件系统。采用低耦合高内聚的思路设计均衡系统的软件,包括各硬件电路的驱动程序和系统均衡控制算法程序,完成均衡系统的软件系统。最后,根据本文设计完成了可以管理12节单体电池的均衡控制系统样机,并在实验室现有条件下搭建了试验平台,对电池单体电压监测、温度监测、均衡模块等主要功能单元做了试验测试,对系统静置均衡、充电均衡、放电均衡做了测试。试验结果验证了本设计的正确性和可行性。