目前,作为电动汽车动力来源的动力电池系统一直是制约电动汽车的主要技术瓶颈之一,随着对整车的电压、功率性能的不断提高,不得不串联大量的单体电池进行组合使用,由于不断的循环工作次数的增加,导致各单体电池出现容量、电压以及内阻不一致,若出现此类现象会使得电池组的容量利用率降低。本文以三元锂电池为研究对象,设计了动力电池组均衡管理系统,包括以下工作内容:（1）分析对比了几种常用电池模型,选用了能够精确地模拟电池外特性的二阶Thevenin等效模型,在此基础上对三元锂电池进行了内阻、端电压、开路电压外特性实验分析,并对建立的等效模型进行了离线参数辨析,通过充放电工况验证了搭建的Matlab/Simulink模型的准确性。（2）利用均衡电路中的电流是有方向的,采用有向图的方式对常用的锂电池组均衡方案进行了分析,结合Buck-Boost变换器和反激DC/DC提出了一种多层非能耗均衡拓扑结构,并详细的分析了均衡电路内的工作模态。对比不同均衡变量的优缺点,选用以电池SOC作为均衡变量,采用均值-差值的均衡策略,通过利用设计的模糊控制器动态的调节均衡电流的大小,达到能量效率的优化。通过搭建的Matlab/Simulink模型,与传统的Buck-Boost均衡结构进行仿真对比,最终结果表明,本文提出的均衡方案能有效的提高了均衡速度以及能量的利用效率。（3）对提出的电池组均衡方案进行了硬件和软件设计,采用MC9S12XDP512作为主控芯片,电压和温度采集芯片为AD7280A,电流采集芯片为ACS712,利用分布式结构,对均衡系统各功能模块进行了硬件设计。采用Code Warrior开发环境,并对各模块进行了软件程序设计,通过基于开发的Lab VIEW上位机实现电池组的实时监控。（4）设计了均衡系统PCB板,搭建测试实验平台,以6节单体电池作为实验电池组对象,在0.2C的充放电工况下进行均衡实验,总结分析实验结果,最终验证了该均衡方案的有效性以及较高的均衡效率。