当今世界,可充电电池作为储能载体广泛应用于不间断电源、人造卫星、电动汽车等领域。锂电池以其高能量密度、低自放电率和无记忆效应的特点被认为是最具吸引力的可充电电池之一。由于单节锂电池的电压低,容量小,大多数情况下需要将多节电池串联或并联,以满足负载需求。然而,不同的电池单体在电化学、容量、内阻等方面存在细微的差异。电池组内单体电池参数的不均匀性会导致电池单体的过充或过放电,这将降低整个电池组的容量和寿命。为了延长电池组的使用容量与寿命,电池均衡技术是不可或缺的。目前主要的电池均衡方法有被动均衡和主动均衡两种。被动均衡方法具有体积小、成本低、易于实现等优点。然而,能量耗散和发热是这种方法的主要缺点。主动均衡法则是利用非耗散能量传递元件将能量从高压电池转移到低压电池。在这些主动电池均衡方法中,基于开关电容均衡法具有体积小、易于控制、易于实现等优点,因而具有广阔的应用前景,然而,随着不平衡电池数量的增加,传统的开关电容均衡器均衡速度往往较低,不能满足电池组快速均衡的要求。因此,研究一种均衡速度快、控制简单且稳定的开关电容均衡器显得尤为重要。首先,本文分析了多种传统的基于开关电容电池均衡方法,找到各均衡方法存在的问题,同时研究基于开关电容均衡电路的工作原理,通过对充放电电流公式的推导确定了影响均衡速度的几个因素。针对其中一个影响因素—电压差,提出了一种通过提高充放电压差来提升均衡速度的多电池单体间快速均衡电路拓扑。该均衡电路拓扑通过一个电压检测装置,选择出电池组中的最大电压电池对其他小电压电池放电,并且其系统控制实现简单,只需要一对互补的PWM波信号控制开关导通与关断。在此基础上,通过研究提出的多电池间快速均衡电路的工作原理,分析了各均衡阶段均衡器的工作过程,推导得出各阶段电池与电容的电流电压表达式,同时根据得出的电压电流公式推导得到均衡系统损耗与效率公式。再者,本文针对提升均衡速度的另一个变量—系统开关频率进行了参数优化,通过搭建电池与电容间充放电系统模拟实际均衡电路工作过程,从系统开关频率对电流和效率两方面的影响进行了分析,对开关频率参数进行了优化配置,选择出了使系统电流有效值最大、系统效率最高的开关频率。使用得到的最优参数在Matlab/Simulink平台中搭建了仿真模型进行验证,同时与现有的四种基于开关电容的方法在同等条件下进行均衡效果对比,仿真结果证明,提出的多电池间快速均衡电路提升了均衡速度。最后,本文搭建了四节锂电池单体构成的电池组均衡系统实验平台,实验结果表明本文所提出的多电池间快速均衡方法有效提升了电池的均衡速度,与理论分析一致,证明了该方法的有效性和可行性。