随着新能源技术的发展,电能的高效存储与应用变得越来越重要。其中最具代表性的两大储能单元分别是超级电容器和动力电池组,它们分别具有较高的功率密度和能量密度,因此被广泛的应用在各大储能场合。在工作过程中,储能单体通常是以串联的方式实现高电压输出。但是在串联储能单元组循环充放电过程中,由于不同储能单体间的参数差异,会导致各个储能单体电压不一致,从而出现储能单体的过充和过放现象。储能单体重复的过充和过放,不仅会严重缩短其使用寿命,甚至会产生爆炸的危险。因此研究电压均衡技术,减小串联储能单体间的电压差成为目前的研究热点。本文对均压电路进行了研究,针对现有均压电路存在的缺点进行改进,提出两种不同类型的主动均压电路,并且制作了一套储能单元实时监测系统,保证串联储能单元组的可靠安全性。首先研究了整组-单体结构类型的均压电路,发现已有的基于多绕组变压器结构的均压电路具有较低的电压均衡精度和不易扩展的缺点。因此提出了一种基于Buck-Boost单元的反激式均压电路,属于整组-单体型结构。该电路由前级Flyback电路和后级Buck-Boost电路组成,通过同步控制前后两级电路,使能量从串联储能单元组向电压最低的单体转移,最终所有储能单体电压实现均衡。详细分析了该均压电路的工作原理和工作特性,并进行了仿真分析与实验验证。虽然整组-单体型结构的均压电路可以实现电压均衡,但是存在能量循环流动的缺点,并且仅适用于串联储能单元组中某个单体电压较低的场合。因此本文又针对单体-单体型结构的均压电路进行了研究,提出了一种基于LC单元的双向单体-单体均压电路。该均压电路由开关单元和LC单元组成,通过控制开关管可实现串联储能单元组中任意两个储能单体间的能量直接转移。不仅避免了能量重复流动,并且缩短了能量传输路径,具有电路结构简单,体积小的优点。详细分析了该均压电路的工作原理和工作特性,并通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。为了保证串联储能单元组安全、可靠的工作,采用LTC6803G-1电池管理芯片和控制器STM32F103结合的方式,搭建了一套储能单元实时监测系统。通过设计硬件电路与软件,搭建实验平台,完成了本文提出的两种均压电路实验验证,以及储能单元组充放电控制、电压、电流、温度等信息的采集实验,实验结果表明该系统具有良好的工作性能。