能源高效利用已成为现阶段研究的热门之一,电池作为能源的载体广泛用于电动汽车、智能电网和航空航天等各种领域。为了匹配应用场合的容量规模,往往将多节电池串并联组合使用,然而电池单体差异会使电池组出现不一致性,从而导致整组实际可用容量受限,个别单体甚至有过充过放的危害,使能源系统的风险系数大大提升,电池均衡技术是解决此类问题的有效方法。针对长链串电池组均衡速度慢和均衡效率低等问题,本文从系统的角度出发,构建出以均衡充电模块为单元的分布式均衡充电系统及其配套的均衡控制策略。本文采用四单体直接均衡拓扑搭配双向直流变换器提出了串联储能电源的分布式均衡充电系统。该系统可实现组内任意单体或小组之间直接均衡以及小组间的跨组均衡,通过这种并行均衡的方式,显著提高了长链串电池组的均衡速度,而且分布式的结构还有利于均衡系统规模拓展。为探究系统的运行方式,详细分析了系统三种模式的工作原理,并推导出四单体均衡器的数学模型,然后通过仿真分别验证了系统工作原理和推导结果的正确性。为实现系统的稳定运行,对系统的磁性元件进行了设计。在此基础上,分别进行了变换器升降压模式的电路建模和反馈控制参数设计。搭建了单个变换器与两种跨组均衡系统的仿真模型,验证了控制参数的可靠性。为实现分布式均衡充电系统对长链串电池组的高效均衡,本文以电池的剩余容量作为均衡控制变量,给出了一种时间片分配并行放电均衡策略,通过分析不同时间片组合方式和电池内阻损耗的关系,得出改变跨组均衡的充放电电流或者调节跨组均衡的启动时间可以使系统整体均衡效果达到最佳的结论。为验证均衡系统的基础功能,完成了单个变换器的充放电功能、四单体均衡器在不同均衡路径的组内均衡功能以及跨组均衡功能的实验验证和相应参数测试,给均衡策略验证实验提供数据,最后进行了复杂失衡条件下的均衡策略有效性验证。