随着能源短缺局面的出现和环境污染的加剧，各种可再生能源的开发利用被提上日程，走可持续性发展道路是全球化的趋势。世界各国争相开发混合动力和纯电动汽车、光伏、风能发电等新能源应用技术以尽量减少对石油等不可再生资源的依赖，这些电设备都需要能量存储装置将电能存储起来。锂电池组以其端电压高、自放电率低、能量体积比大和没有记忆效应等优良的性能得到了广泛应用，但是串联锂电池组在使用的过程中会因为单体电池间的能量状态不一致而造成单体电池的损坏，这就需要对电池组进行能量的均衡，以保持所有电池能量状态的一致，延长电池组的使用寿命。目前国内外学者已经对串联锂电池组的能量均衡问题进行了相关研究，在均衡电路的结构和均衡控制算法上存在结构复杂不易实现，控制精度差、均衡效率低等问题。针对这一现状，论文提出了一种改进的Cuk型双向无损均衡电路和模糊-PI复合控制器对锂电池组进行能量均衡控制，论文是以电池的电压来代表其能量状态，所以文中提到的能量均衡控制即均压控制。论文的主要工作如下：①提出了一种改进的Cuk型双向无损均衡结构，消除了原来电路存在的实现困难、轻便性差和结构复杂的问题，建立了锂电池组充放电分布式能量控制系统，并根据此系统的电路结构，研究了能量传输途径和交换过程，建立了系统的数学模型。②针对改进的Cuk型双向无损均衡系统结构，研究了目前已有的均衡控制算法（模糊控制），并结合锂电池组系统的模型，改进了传统的模糊控制即将PI控制引入到模糊控制中形成模糊-PI复合控制器，消除了原来存在的控制精度差、电压震荡等不足，解决了能量的分布式控制算法问题。③针对提出的双向无损均衡系统结构和控制方法，设计了系统实验样机，包括系统电压、电流、温度的采样，能量均衡，MOSFET变压器隔离驱动控制，充放电控制，人机接口和电源等电路的设计。经调试各功能模块工作良好，满足后续实验验证工作。④通过实验对比分析了几种均衡电路的实验效果，也对模糊和模糊-PI两种控制算法进行了实验验证和比较分析，给出了相关的实验结果，本文提出的均衡电路和控制算法效率较高。并将模糊-PI复合控制算法应用于本文提出的新型均衡控制硬件平台上，解决了串联锂电池组系统充放电过程的电能均衡控制问题。论文针对目前锂电池组均衡控制技术中存在的问题，研究比较了目前的均衡电路结构和控制算法，针对其存在的缺点，提出了一种新型的均衡电路结构和模糊-PI控制算法对锂电池组进行能量均衡控制，设计了实验样机，并进行了仿真和实验比较分析，最终表明论文提出的能量均衡电路和模糊-PI控制器结合使用可以有效地解决串联电池组充放电无损均衡能量控制的问题，系统满足了应用需求。