锂离子电池作为综合性能最为优异的动力电池,被广泛的使用在电动汽车上作为其动力来源。但由于单节电池的各项性能指标都无法满足电动汽车的使用需求,通常需要将多节单体电池通过串并联构成电池组以获得更高的输出电压及输出功率。但是,受制于现有的锂电池制造技术,各单体电池间的性能差异是不可避免的。且随着使用环境的变化和使用时间的增加,这种性能差异会被逐渐的放大,最终影响电池组的正常使用和电动汽车的正常工作。本文分析了导致单体电池不一致性问题的各种原因,总结了这一问题可能造成的负面效应。通过实验标定了四节三洋18650锂电池开路电压以及工作电压与电池荷电状态(State of Charge,SOC)对应的关系曲线。研究了一种简单的SOC估算方法,以此为基础分析对比了SOC、开路电压以及工作电压分别作为均衡变量的优缺点与可能性。为了充分利用电池能量,提高均衡效率,本文设计将一种基于有源钳位技术的双向反激变换器作为均衡系统的主电路。该拓扑结构适用于集中式主动均衡技术,使得能量能够在任意一个单体电池与电池组之间进行双向流动。首先详细分析了此种拓扑的工作原理,论证了其实现软开关的可能性,然后设计了变换器的主要参数。最后,通过Matlab仿真验证了理论分析和参数设计的正确性和可行性。设计了一个完整的主动式均衡系统,包括主要的信号采集电路以及一种适用于集中式主动均衡的开关阵列。然后制定了清晰的均衡流程与策略,能够帮助整个系统提高主动均衡的速度与效率。完成所有软硬件设计的基础之上,搭建完整的均衡系统样机,制定均衡策略,以四节三洋18650串联电池组作为测试对象,进行相关均衡实验,评估均衡系统的均衡效果,证明了其对单体电池不一致性的改善作用。