为了缓解日益紧张的能源需求,越来越多的新能源技术得到了应用。伴随着新兴能源技术的蓬勃发展,各种新式的储能材料和储能元件也应运而生,其中超级电容器就是一种有望被广泛使用的储能器件。由于超级电容器单体的电压较低,在实际使用中通常都是多个单体串联使用。但是当单体串联数目增加后,单体电压不平衡的情况就会出现,具体表现为容量小的单体充电时最先被充满,放电时最先被放空。这种现象的存在会加速串联超容组的老化,减少使用寿命和降低容量利用率,甚至出现串联超容组中个别单体失效的情况,最终导致整个串联超容组的失效。因此,对于串联超级电容器组的实际应用来说,超级电容器组单体电压均衡技术的研究十分重要。针对串联超级电容器组在使用过程中出现的电压不均衡的问题,本文首先详细介绍了现有的超级电容器组均衡结构,综合比较分析了各种结构的优缺点和设计要点,提出了一种新型均衡结构,以达到更好的均衡效果和更可靠的性能。然后根据提出的新型均衡结构,设计了一个非能耗型均衡系统实验平台,实现对串联超容组单体的电压检测和电压均衡功能。均衡系统由MSP430F5529单片机、bq76PL455单体电压检测模块、EMB1428开关矩阵模块、双向反激变换器模块以及均衡超容器组构成。在设计过程中,给出了均衡系统的软硬件方案设计,硬件设计中包含均衡系统的部分参数计算和器件选型,软件设计中包含了均衡策略的设计和部分芯片控制指令。最后对均衡系统进行了实验测试与分析,验证了设计的正确性。