在电池均衡系统中，电池串到电池（string-to-cell, S2C）和电池到电池（cell-to-cell, C2C）两种均衡结构在效率、元件数量、均衡路径长度和电路可扩展性方面各自具有其独特的优缺点。在本文中，我们提出了一种结合S2C和C2C各自结构优点的新型复合型层级电池均衡器。所提出的均衡器含两层结构，上层实现电池串到子电池模块（string-to-module, S2M）的功率传输，基于半桥LLC谐振变换器；下层实现模块内电池单元间均衡（C2C），基于Buck-Boost变换器。本文分析了LLC变换器在电压均衡背景下的特性，并给出了具体设计思路，以确保所有MOSFETs实现零电压开关开通（ZVS）。因此，在两层中都可实现高转换效率。与其他均衡结构相比，所提出的复合结构在效率、元件数量、均衡路径长度和电路可扩展性之间实现了良好的综合优化。为了验证该均衡拓扑，设计并测试了一个针对八节串联电池的高开关频率实验平台。实验结果很好地验证了理论分析和提出的设计方法。