1、超級電容器具有很高的功率密度,非常短的充放電時間,極長的循環(huán)壽命及高的可靠性的優(yōu)點,使得以超級電容器為主能源的電動汽車成為電動汽車研發(fā)重要方向之一。為獲得所需的輸出電壓,需要幾十個超級電容器組或者幾百個超級電容器單體單元串聯,為避免超級電容器性能參數的不一致性引起的過充和過放問題,必須附加均衡系統(tǒng)。均衡效率、速度和結構簡化是均衡系統(tǒng)的三個主要目標并且相互制約和影響。本文在分析分散式和集中式兩種均衡方式優(yōu)缺點的基礎上,提出一種結合它們各自

2、優(yōu)點的復合式結構來實現長串串聯超級電容器組的均衡,并對這種復合式均衡系統(tǒng)的拓撲形式及均衡單元分層對均衡效率、速度和結構的影響進行研究,給出了幾種可能的分層方式和拓撲結構。底層均衡單元的電路形式很大程度上決定了均衡單元的數量和均衡系統(tǒng)的層數。在本文中,綜合考慮均衡系統(tǒng)分層、效率和結構等指標,底層均衡單元均衡方式采用了4路輸出的反激式同軸多繞組集中式均衡電路,并對這種結構的均衡電路進行了詳細分析,詳細說明了其同軸變壓器和控制電路等的工作原理

3、和設計過程。上層均衡電源通過對下層均衡單元當中電壓偏低的單元輔助充電,使其電壓達到與電壓最大的均衡單元的電壓相同。通過反復的投切和輔助充電,將各個均衡單元的電壓調節(jié)到相同。上層均衡電源采用變壓器隔離的半橋式拓撲結構,控制電路中控制芯片選用SG3525,通過對輸出電壓和電流的跟蹤反饋實現了恒壓-恒流輸出。最后,本文還對設計的同軸多繞組反激均衡單元和上層均衡單元進行了實驗,并獲得實驗波形。實驗使用容量為2Ah的鋰離子電池作為均衡對象模擬超級