近百年来,传统石化能源为社会发展提供了前进的动力,然而这些能源是不可再生的,而且石化能源的消耗给人类的生存环境造成了极大的损害。目前被广泛关注的新能源如太阳能、风能等,已经逐渐进入能源系统,电动汽车、电动自行车也已经进入人们视野。这些能源的产生和利用都离不开能量存储设备。锂离子电池由于其自身能量密度大、循环使用寿命长、自放电率低以及无记忆效应等优点已经被广泛使用,成为当前最具发展前景的动力电池。但由于串联锂电池组中每个电池的性能不可能完全一致,充放电过程中电池单体的过充和过放现象将导致储能电源有效容量和安全性能降低、循环寿命减少。因此基于开关能量变换的能量均衡技术成为了国内外的研究热点。论文在分析现有均衡系统工作原理和适用范围的基础上,针对锂离子电池组,以降低均衡损耗、提高均衡速度、简化均衡系统为目标,进行了均衡电路、均衡系统结构以及均衡控制策略的研究。采用总线式均衡网络结构建立均衡路径,采用双向均衡电路形成均衡拓扑结构,将系统单元均衡模块化;针对均衡电路电压传递函数非最小相位的特点提出了滑模控制方法,该算法在均衡过程中提高了均衡的效率,减少均衡时间和均衡过程中的能量损失。论文的主要工作如下:①以双向均衡变换器为均衡电路,分析了不同参数下电路的工作模式和均衡网络的能量传输途径。建立了电路数学建模,并通过ORCAD/Pspice对拓扑结构进行仿真验证,结果表明该电路的能量传输特性符合设计原理及要求。②根据均衡电路动态特性,提出了一种滑模控制算法对均衡电路能量流进行控制。通过对输出电压和变压器电流的反馈来提高控制器动态响应性能和稳定性。最后,通过Matlab/Simulink对提出的均衡电路控制算法进行了仿真。仿真结果表明,控制算法具有良好的动态响应和稳态效果。③结合均衡电路的控制算法和均衡网络的控制策略,在Matlab/simulink仿真平台上对电池组均衡控制系统进行了仿真。仿真结果表明均衡网络系统的均衡效果达到预期设计目标,系统可以稳定有效的实现电池组能量均衡。综上所述,论文围绕总线式电池组能量均衡网络,主要研究了电路拓扑结构和控制算法。仿真结果表明,提出的方法能够有效地实现电池组能量均衡。