随着储能技术的快速发展,以锂离子电池为代表的储能电池的应用越来越广泛。在工程应用中,由于单节锂离子电池等单体电压等级比较低,通常将储能单体串联组成一个模块以提升电压等级。由于单体间存在差异,电池串中的某些单体可能存在过充和过放现象,因而储能系统需要配置均衡电路。传统的储能系统由充电器和电压均衡电路组成,二者是相互独立的。本文通过将电压均衡电路集成到充电器中形成均衡充电器,减少了元器件的数量,简化了系统。本文所提出的均衡充电器由移相全桥变换器和基于耦合电感的n级倍流整流电路组成:全桥变换器作为前级,能够产生幅值可调的双极性电压方波,为均衡电路提供输入;n级倍流整流电路作为后级,能够产生多个相同的输出电压,能够实现单体间的电压均衡。本文提出的均衡电路结构简单,可扩展性好;与传统的电压均衡电路相比,具有效率高、体积小、均衡速度快等优点。本文建立了均衡充电器的数学模型,对电流连续模式以及电流断续模式下的工作模态进行了分析,能够准确描述均衡充电器的特性;也进一步给出了该均衡充电器的设计方法。本文对均衡充电器进行了仿真分析,结果表明了该均衡充电器具有良好的均衡性能,同时也验证了理论模型的准确性。对均衡充电器进行了实验研究:开发了实验样机并搭建了实验平台,对实验样机的关键实验波形进行了测试;对样机的效率进行了测试与分析,并对后级均衡电路进行了损耗分析。最后,在储能模块初始电压不一致的情况下,对储能模块开展了均衡实验。均衡实验结束时,3个储能模块间的电压标准差降到了4 m V,表明了该均衡充电器具有良好的均衡性能。除此之外,实验结果表明,所有开关器件在全负载范围内都能够实现零电压开关。