串联电池组作为电源被广泛应用在各种领域，但是串联的结构导致其中各单体在充电中无法自动得到均衡，极大地影响了电池组的性能和寿命。均衡充电系统能在充电时主动地将充电能量平均分配给组中各单体，从而有效提升电池组的可用容量，并延长其使用寿命。但是，现有均衡系统在充电速度、扩展能力、生产难度及成本等方面存在一定的局限，使得设计一种对能量无耗散的、可方便扩展并且便于生产的经济型均衡系统变得十分必要。 本文从工程应用的角度出发，通过对现有均衡系统的分析，结合电池组充电的特点，提出了设计串联电池组均衡系统的基本原则。这些原则和已有系统的缺陷表明，在均衡充电系统中采用分布式数字化的检控机制较为合理。为配合这种系统结构，均衡电路以一种新型开关式选择器的形式来实现。 系统的检控部分是由一个主控模块和多个均衡模块构成的分布式嵌入式计算机系统。模块间采用多机UART协议在隔离的CAN物理总线上进行相互隔离的通信。开关选择器由功率场效应管构成，并由光电隔离的形式驱动。这样一来，系统的功率电路和模拟电路互相隔离，并能选中电池组内任意数量的连续单体进行充电。同时，一个平均电流模式控制的电流源被用来对选中的单体提供恒定的充电电流。SPICE仿真结果表明，这一形式控制的系统能在10ms内完成对阶跃充电信号的响应。 系统的算法基于对连续充电过程进行离散化后得到的选择式均衡充电模型。基于这一模型的研究给出了恒流分块轮转算法和变流均衡算法及其关键控制参数。此外，配合电池单体对充电电流的瞬态响应特性设计的均衡算法，使得精确的电压检测能够得以实现。 对4节单体构成的电池组进行的验证性试验表明，本系统能够实现1C倍率下的快速均衡充电，均衡误差不超过4mV。这一结果说明，分布式数字化的均衡系统能够在有限成本内实现快速的均衡充电，并且可以灵活地进行扩展。而新型开关选择器和分布式嵌入式计算机的应用使得系统的小型化成为可能，并且其毫伏级的精度也能满足镍铬、镍氢电池均衡的需要。