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针对串联锂离子电池组充放电过程中的均衡问题，设计了一种新型的非线性PID均衡控算法。利用非线性函数，构造了误差与PID参数的非线性映射关系，使得PID调节器中的增益参数随控制误差而变化，比常规的线性PID调节器具有更强的鲁棒性和更好的动态响应。仿真结果表明，该算法控制精度高，速度快，能够无超调地实现锂离子电池的能量均衡。