伴随着人们的环境保护意识不断提高和新能源技术的发展,锂离子电池作为储存电能的载体,以其寿命长,无记忆性,体积小,能量密度大等优点,倍受人们的青睐。当前锂离子电池已经被广泛用于电动汽车,通信储能,航天器储能以及新能源储能等领域。由于单体锂离子电池在单独使用时存在电压等级低、容量小等劣势,一般需要将多节锂离子电池串联起来使用。由于锂离子电池的个体差异,导致锂离子电池组在使用过程中会出现单节电池被过充或者过放的现象,影响电池的使用寿命,并且降低了锂离子电池组的可用容量,因此需要引入电池均衡技术。针对以上情况,本文提出了基于能量总线拓扑的模块化的锂离子电池均衡电路。在具体电路实现方面,为了满足不同容量电池的均衡需求,本文提出了两种具体的均衡电路,小功率均衡方案和大功率均衡方案。其中小功率均衡方案是通过电容将位于不同电平的电池电压映射到能量总线,并实现将能量从高电压电池转移至低电压电池。大功率均衡方案是以变压器为桥梁,能够将大功率电能转移到能量总线上进行交换。为了进一步提高大功率均衡方案的电能均衡效率,本设计巧妙利用谐振电容和变压器初级电感的谐振频率作为驱动信号的频率,实现软开关技术,大幅减小了MOS管开关过程中的能量损失。此外,为了满足航天领域对重量的需求,本文采用平面变压器,相比较于传统的变压器有更小的磁损耗,更高的一致性和更轻的重量。两套方案进行对比,小功率方案具有体积小、成本低、结构简单等优点,大功率方案具有均衡效率高,速度快的优点。为了更好的实现电池均衡技术,本文设计了电压采集电路。本文设计的电压采集电路以LTC6804-2芯片作为电池电压采集芯片,可以实现低于1.2m V的采样误差。本文提出的小功率均衡电路可以实现30m V的均衡精度,大功率均衡电路可以实现15m V的均衡精度。此外,本文提出的均衡方案的均衡时间与电池的数量无关,只与电池的容量有关。