由超级电容器、锂离子电池等储能元件组成的储能系统大规模运用于电动汽车、电网、可再生能源系统储能中,储能系统长期使用会导致系统内储能单体间的电压不一致。电压不一致会造成系统内单体充放电不同步,进而影响整个储能系统的容量和功率特性。因此为了缓解储能元件间的电压不平衡,提升储能系统的整体性能,给储能系统配置电压均衡电路是必不可少的。相较于其他主动均衡拓扑,基于开关电容或电压倍增技术的电压均衡拓扑具有结构简单、成本低、体积小、拓展性好等优点,近年来被广泛进行研究并应用。本课题对现有采用开关电容技术或电压倍增技术的电压均衡拓扑进行改进和优化,并提出了三种面向储能系统的新型电压均衡方案,具体如下:（1）现有的基于开关电容的电压均衡拓扑工作在硬开关状态,能量损耗大,均衡速度慢。因此,本文提出了一种基于复合结构谐振开关电容的电压均衡拓扑。该拓扑结构可实现零电流运行和模块化,降低了系统损耗和成本。同时,它可以提供两条从任意单元到任意单元的均衡路径,提高了均衡速度。文中详细分析了该拓扑的零电流运行、等效电路、参数设计和模块化设计,并建立了实验样机进行实验验证。实验结果表明,该均衡器在零电流开关下进行单元和模块间的快速电压均衡,而且实现了均衡时间与储能单元个数的解耦。（2）传统的开关电容均衡拓扑由于储能单元数量众多,其电压应力和旁路电容数量巨大,而且只能实现单串电压均衡。为此,本文提出了三种改进的基于开关电容复用技术的电压均衡拓扑来解决这些问题。通过能量的复用,电路中的超级电容器既当作储能单元又当作能量传递单元,从而避免了旁路电容和开关管的大量使用,并且实现了串与串之间的电压均衡。与此同时,均衡等效电阻被最小化。文中详细说明了电路结构、工作原理、建模。最后,建立了三个实验样机来验证三种拓扑的可行性,并得出了三种拓扑在均衡速度、均衡效率、体积、成本等方面具有它们各自的优势。（3）针对传统混合储能系统电压均衡拓扑中均衡分开,开关数量多,成本高,尺寸大,均衡电流无法控制等问题,本文基于电压倍增技术提出了一种集成电压均衡电路,电路包括一个电池自均衡电路和一个内置的无开关超级电容均衡充电电路。该电路在结构上是开关电感单边电压倍增电路和串联谐振双边电压倍增电路的结合,利用开关节点上产生的方波驱动电压倍增器,在功能上实现了电池电压自均衡和超级电容充电均衡。通过共享了开关半桥并实现能量相互传递,混合储能系统的均衡电路被集成在一个电路中,从而实现了系统级和电路级的简化。此外,集成均衡器具有恒流特性,从而为系统提供了固有的电流限制能力。文中详细介绍了所提出集成均衡电路的电路结构、工作原理、等效电路,并搭建了混合储能系统实验平台进行实验验证。实验结果证明所提集成均衡电路的有效性和可行性。