锂离子电池由于其能量密度高、平均输出电压高、可快速充放电等优良特性,被广泛应用于电动汽车动力电池等领域,然而单体电池在使用的过程中由于过充、过放会造成可用容量下降、循环充放电周期减少,增加了其使用过程中的不一致性,进而降低了电池组的使用寿命。电池均衡可以提高电池组的使用寿命,降低电池组中各个单体电池的不一致性,因此具有很重要的意义。而动力电池组由大量的单体电池串并联组成,很难用简单的均衡电路拓扑结构和均衡控制策略对其进行均衡。因此本文对动力电池组实施分层均衡控制,主要开展对三元锂电池的荷电状态（State of Charge,SOC）估算方法研究、均衡拓扑结构及控制策略研究。针对锂电池的SOC估计方法,采用二阶RC环路模型并采用最小二乘法辨识,提出了粒子滤波与H∞联合（H infinity filter Particle filter,HFPF）估算电池的SOC,使电池的SOC估算具有更高的精度。对于底层均衡,基于隔离型Cuk变换器设计了电池组底层均衡模块和底层均衡拓扑结构,该均衡拓扑结构有效的解决了电池均衡过程中不能进行非相邻均衡以及不能同时进行多对电池均衡的问题。在此电路基础上,以底层各个单体电池的SOC一致为均衡目标,提出了一种相邻非相邻并行的底层均衡控制策略,根据底层单体电池的SOC分布情况,控制每个均衡模块和开关的工作状态进而对电池能量的流向进行控制,减少了能量转移过程中的单体电池重复充放电而造成的能量损耗,从而提高均衡效率,缩短均衡时间。对于顶层均衡,基于反激变换器设计了顶层均衡模块和顶层均衡拓扑结构,并提出了顶层均衡控制策略,顶层均衡能实现对电池组与电池组之间进行能量转移,也可以实现不同电池组中的单体电池之间能量转移。根据底层和顶层均衡拓扑结构及均衡控制策略,提出了两种系统均衡控制策略,并在MATLAB/simulink环境下,搭建了底层均衡和系统均衡仿真模型,并分别结合了底层均衡控制策略和系统均衡控制策略进行了仿真分析。最后搭建了系统实验平台,并将系统均衡控制策略集成到控制器中,实验结果验证了此均衡系统能够实现电池均衡。