劉紅銳，張開翔，尹 榮，錢 晶

（1. 昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，云南 昆明 650093）

0 引言

隨著大陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等技術(shù)的不斷發(fā)展，大規(guī)模電化學(xué)儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用［1-2］。鋰離子蓄電池以其循環(huán)穩(wěn)定、比能量／比功率高等優(yōu)點，成為目前電化學(xué)儲能技術(shù)中應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用前景較廣的一種儲能介質(zhì)［3-4］。由于單體蓄電池間存在能量的不一致性，隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加，串聯(lián)單體蓄電池間能量的不一致性加劇，致使蓄電池系統(tǒng)整體充放電容量越來越小。因此必須采取有效的能量均衡措施和均衡策略來增加蓄電池系統(tǒng)充放電循環(huán)次數(shù)，從而延長整個蓄電池系統(tǒng)的循環(huán)壽命［5-6］。

針對大規(guī)模串聯(lián)鋰離子蓄電池儲能系統(tǒng)，目前以單體蓄電池為均衡對象的串行均衡方法存在以下問題。

1）均衡速度慢且可提升空間有限。第一，能量轉(zhuǎn)移的方式為斷續(xù)模式［7-8］。如果要增加開關(guān)周期內(nèi)轉(zhuǎn)移的能量，勢必要提高開關(guān)器件的電壓、電流應(yīng)力，因此均衡速度低且提升能力受限。第二，串行均衡的均衡速度受系統(tǒng)中串聯(lián)單體蓄電池個數(shù)影響較大［9］。如：文獻(xiàn)［8］提出的基于Buck-Boost 電路的高效能量均衡器中，以電感作為能量轉(zhuǎn)移的載體，在均衡器的一個工作周期內(nèi)，被均衡單體蓄電池的均衡電流為斷續(xù)模式，導(dǎo)致均衡速度有所降低；文獻(xiàn)［9］也利用升降壓基本電路，但均衡器只能單方向依次均衡或從中間向兩端均衡，當(dāng)蓄電池組中出現(xiàn)2 個需要被均衡且距離較遠(yuǎn)的單體蓄電池時，該類均衡器的效果不佳。

2）均衡效率低且可提升空間受限。目前均衡方法多以單體蓄電池為均衡對象［10-11］，該類均衡電路中開關(guān)器件的數(shù)量較多，而對于單體電壓在3.2 V 左右的鋰離子蓄電池，即使采用導(dǎo)通電阻小的開關(guān)器件，其電壓降所占比值在整個能量回路中也相對較高，因此均衡效率低且可提升空間受限。如：文獻(xiàn)［11］中，整個均衡器僅有1 個電感，大幅降低了均衡器成本與體積，但隨著蓄電池系統(tǒng)的擴(kuò)大，均衡器中開關(guān)的損耗占比將有所增加。

3）開關(guān)器件的電壓應(yīng)力與蓄電池系統(tǒng)的規(guī)模成正比關(guān)系［12-13］。隨著蓄電池數(shù)量的增加，所需開關(guān)器件的電壓應(yīng)力也要增加，而電壓應(yīng)力大的開關(guān)器件的價格、耗散功率都相對較高。對于需要較多開關(guān)器件的大型串聯(lián)蓄電池系統(tǒng)，開關(guān)器件的價格直接影響均衡器的成本，且開關(guān)器件的參數(shù)也是影響均衡效率的一個重要因素。如：文獻(xiàn)［13］提出的針對大規(guī)模串聯(lián)蓄電池系統(tǒng)的均衡策略，均衡速度得到有效提高，但未考慮開關(guān)器件的電壓應(yīng)力。

4）不易模塊化，可擴(kuò)展性不強(qiáng)［14-15］。目前均衡方法受限于串聯(lián)的蓄電池數(shù)量，蓄電池數(shù)量越多，均衡器性能越差，不易擴(kuò)展到大規(guī)模串聯(lián)鋰離子蓄電池儲能系統(tǒng)中使用。如：文獻(xiàn)［14］提出模塊化電池均衡，將單體蓄電池分為多個模塊，多個模塊可同時工作，有效地提高了均衡速度。

目前多數(shù)的均衡方法中，能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在單體蓄電池之間或單體蓄電池與蓄電池組之間，能量的發(fā)出者和吸收者均來自蓄電池系統(tǒng)，均衡器屬于無源型，它僅提供能量轉(zhuǎn)移路徑。采用無源型均衡器均衡時，被均衡蓄電池具有任意性，蓄電池系統(tǒng)中串聯(lián)的單體蓄電池越多，無源型均衡電路越復(fù)雜，因此無源型均衡器更適用于串聯(lián)蓄電池數(shù)目較少的場合。本文提出一種多目標(biāo)并行均衡的有源均衡器，能夠有效解決以上4 個問題，下面分析其詳細(xì)的均衡思想和工作原理。

1 均衡思想框架與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.1 均衡思想框架

本文提出的兩層均衡思想框架如附錄A 圖A1所示。第一層均衡中，每一個蓄電池單元對應(yīng)一個均衡模塊BM，如BMij表示第i個蓄電池組BPi中的第j個蓄電池單元BUij對應(yīng)的均衡模塊；第二層均衡中，每一個蓄電池組對應(yīng)一個選通矩陣SM，如SMi表示第i個蓄電池組對應(yīng)的選通矩陣，n個選通矩陣并聯(lián)后與1個主控電路連接。

第一層均衡中，各均衡模塊相互獨立，均衡時所有模塊可同時并行工作，均衡電流在蓄電池單元內(nèi)部流動，從而第一層均衡速度不受串聯(lián)單體蓄電池數(shù)量的影響，均衡時間僅由工作時間最長的均衡模塊確定。第二層均衡中，蓄電池組之間通過開關(guān)VT進(jìn)行隔離，各選通矩陣相互獨立，包含n個蓄電池組的蓄電池系統(tǒng)中最多可實現(xiàn)n個均衡目標(biāo)的并行均衡，均衡時能量在蓄電池系統(tǒng)與均衡器之間流動。均衡模塊中開關(guān)器件的電壓應(yīng)力由蓄電池單元的電壓等級確定，選通開關(guān)矩陣及主控電路中的開關(guān)器件的電壓應(yīng)力由蓄電池組的電壓等級確定。

創(chuàng)新性的均衡器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略是實現(xiàn)高速度、高效率、易模塊化和易擴(kuò)展的高性能均衡器的關(guān)鍵。而本文提出的分對象分層的多目標(biāo)并行均衡思想的均衡速度快，且開關(guān)器件的電壓應(yīng)力不受蓄電池系統(tǒng)電壓的限制，因此易模塊化，且可擴(kuò)展性強(qiáng)。

1.2 均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.2.1 第一層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

第一層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示，每個蓄電池單元對應(yīng)一個均衡模塊，每個均衡模塊由2 個帶反并聯(lián)二極管的MOSFET 和1 個電感構(gòu)成。以BM11為例，Q11為P溝道增強(qiáng)型MOSFET，Q12為N溝道增強(qiáng)型MOSFET，以便利用蓄電池單元提供MOSFET 導(dǎo)通的驅(qū)動電壓。

圖1 第一層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Topology structure of first-layer equilibrium

1.2.2 第二層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

第二層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2 所示，每個蓄電池組對應(yīng)1 個選通矩陣和1 個電感，包含n個蓄電池組的蓄電池系統(tǒng)中有n個選通矩陣、n個電感和1 個主控電路。選通矩陣由MOSFET 反向串聯(lián)的雙層橋臂構(gòu)成，用于選通蓄電池組中的任意一個需要均衡的蓄電池單元。主控電路由電壓源E、主控開關(guān)M1和M2以及二極管D1和D2構(gòu)成，其中M1為N溝道增強(qiáng)型MOSFET，M2為P 溝道增強(qiáng)型MOSFET，以便利用電壓源E提供MOSFET導(dǎo)通的驅(qū)動電壓。

圖2 第二層均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.2 Topology structure of second-layer equilibrium

2 均衡器工作原理及控制策略

2.1 第一層均衡的工作原理及控制策略

第一層均衡的工作原理如圖1 中均衡模塊BM11所示，假設(shè)單體蓄電池B11的能量高于B12，此時對Q11和Q12進(jìn)行帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，Q11和Q12的驅(qū)動電壓分別為uPWM_Q11和uPWM_Q12。一個開關(guān)周期內(nèi)，在Q11導(dǎo)通時回路①激活，此時B11的能量轉(zhuǎn)移至電感L11；在Q12導(dǎo)通時回路②被激活，此時電感L11的能量轉(zhuǎn)移至B12，通過2 個回路電感的儲能與釋能實現(xiàn)能量均衡。第一層均衡時所有均衡模塊可同時并行工作，均衡時間由工作時間最長的均衡模塊決定。設(shè)tij為BMij的工作時間，timax為第i個蓄電池組中工作時間最長的均衡模塊的工作時間，則第一層均衡時間t可表示為：

均衡模塊電路拓?fù)錇锽uck-Boost 斬波電路，傳統(tǒng)控制方式如圖3（a）所示，能量反饋時要經(jīng)過反并聯(lián)二極管，即使采用肖特基二極管（肖特基二極管的導(dǎo)通壓降在0.5 V 左右）作為反并聯(lián)二極管，其所占的電壓比重依然較大，導(dǎo)致效率降低。另外，包含n個蓄電池組的蓄電池系統(tǒng)將需要2nm個肖特基二極管，均衡器的成本高。傳統(tǒng)控制方式下，以B11釋放能量為例，根據(jù)式（1），電感電流連續(xù)模式下BM11的均衡效率η1可表示為：

式中：Ron1為Q11的導(dǎo)通電阻；IL為電感平均電流；ton、toff分別為單體蓄電池放電時對應(yīng)開關(guān)管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間；uD為反并聯(lián)二極管的導(dǎo)通電壓；uB為B11的電壓。

為了有效降低導(dǎo)通損耗，本文采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，如圖3（b）所示，在電感電流連續(xù)模式下，對Q11和Q12進(jìn)行帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，同時為防止電源直通，兩控制信號間設(shè)有死區(qū)時間。此時BM11的均衡效率η2可表示為：

圖3 均衡模塊控制方式Fig.3 Control mode of equilibrium module

式中：Ron2為Q12的導(dǎo)通電阻；t′off為單體蓄電池充電時對應(yīng)開關(guān)管導(dǎo)通時間；t″off為死區(qū)時間。

綜上，第一層均衡時，各均衡模塊并行工作，均衡速度快，且不受串聯(lián)單體蓄電池數(shù)量的影響。均衡模塊電路簡單，2 個開關(guān)采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，均衡器成本沒有增加，而均衡效率大幅提升。

2.2 第二層均衡的工作原理及控制策略

第二層均衡以蓄電池單元作為均衡目標(biāo)，在蓄電池靜置狀態(tài)下完成多目標(biāo)均衡，均衡時能量在蓄電池單元與均衡器間轉(zhuǎn)移。如圖2 所示，蓄電池處于靜置狀態(tài)，蓄電池組間的雙向開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)，每個蓄電池組對應(yīng)一個選通矩陣，選通矩陣可以選通相應(yīng)蓄電池組中的任何一個蓄電池單元。根據(jù)蓄電池單元的不一致程度，第二層均衡有多目標(biāo)并行均衡放電工作模式和多目標(biāo)并行均衡充電工作模式，這2 種工作模式下，選通矩陣中的儲能電感均保證了被均衡蓄電池單元的充放電電流的連續(xù)性。

多目標(biāo)并行均衡放電工作模式下，通過選通矩陣選通需要被均衡的蓄電池組中能量最高的蓄電池單元，均衡時拓?fù)潆娐返刃槎噍斎隑oost 斬波電路，如圖4所示。BUimax（i=1，2，…，n）為第i個蓄電池組中能量最高的蓄電池單元，蓄電池單元BU1max、BU2max、…、BUnmax為n個均衡目標(biāo)，均衡時導(dǎo)通相應(yīng)選通矩陣的選通開關(guān)H1max、H2max、…、Hnmax與S1max、S2max、…、Snmax，然后對主控開關(guān)M1進(jìn)行脈寬調(diào)制（PWM）控制，則n個均衡目標(biāo)并聯(lián)作為Boost 電路的輸入，M1導(dǎo)通時n個均衡目標(biāo)同時通過n個放電回路①均衡放電；M1關(guān)斷時n個均衡目標(biāo)通過n個回路②繼續(xù)放電，n個均衡目標(biāo)的均衡放電電流為ibdi（i=1，2，…，n），均衡放電電流連續(xù)，且均衡目標(biāo)的能量越大，相應(yīng)的均衡放電電流就越大。

圖4 多目標(biāo)并行均衡放電工作模式的等效電路Fig.4 Equivalent circuit under multi-objective parallel equilibrium discharge mode

多目標(biāo)并行均衡放電工作模式下的均衡效率η3推導(dǎo)如下：

式中：α1為M1的導(dǎo)通占空比，且α1=ton1/T1。

多目標(biāo)并行均衡充電工作模式下，通過選通矩陣選通需要被均衡的蓄電池組中能量最低的蓄電池單元，均衡時拓?fù)潆娐返刃槎噍敵鯞uck 斬波電路，如附錄A 圖A2 所示。BUimin（i=1，2，…，n）為第i個蓄電池組中能量最低的蓄電池單元，蓄電池單元BU1min、BU2min、…、BUnmin為n個均衡目標(biāo)，均衡時導(dǎo)通相應(yīng)選通矩陣的選通開關(guān)H1min、H2min、…、Hnmin與S1min、S2min、…、Snmin，然后對主控開關(guān)M2進(jìn)行PWM 控制，則n個均衡目標(biāo)并聯(lián)作為Buck 電路的輸出端，M2導(dǎo)通時n個均衡目標(biāo)同時通過n個充電回路①均衡充電，M2關(guān)斷時n個均衡目標(biāo)通過n個回路②繼續(xù)充電，n個均衡目標(biāo)的均衡充電電流為ibci（i=1，2，…，n），均衡充電電流連續(xù)，且均衡目標(biāo)的能量越大，相應(yīng)的均衡充電電流就越小。

多目標(biāo)并行均衡充電工作模式下的均衡效率η4推導(dǎo)如下：

式中：α2為M2的導(dǎo)通占空比，且α2=ton2/T2。

綜上，第二層均衡實現(xiàn)了多目標(biāo)并行均衡且均衡能量連續(xù)可控，這是提高均衡速度的關(guān)鍵點。以蓄電池單元為均衡對象，能量回路中的均衡目標(biāo)的電壓翻倍，這是提高均衡效率的關(guān)鍵點。均衡時只需對1 個開關(guān)進(jìn)行PWM 控制，因此對均衡器的控制容易實現(xiàn)。由于蓄電池組間通過雙向開關(guān)隔離，使得選通矩陣中的開關(guān)和主控開關(guān)的電壓應(yīng)力只與蓄電池組的電壓等級有關(guān)，因此均衡器易模塊化，可擴(kuò)展性強(qiáng)。為了進(jìn)一步降低開關(guān)損耗，提高均衡效率，選通矩陣中的4 個MOSFET 同時導(dǎo)通，使得選通矩陣壓降中不存在反并聯(lián)二極管的管壓降。

3 均衡實驗

3.1 實驗平臺

為驗證本文所提均衡器及控制策略的可行性與有效性，搭建包含12 個單體蓄電池的實驗平臺，如附錄B 圖B1 所示，單體蓄電池的額定電壓為3.2 V，容量為21 A·h。12 個單體蓄電池構(gòu)成3 個蓄電池組，每個蓄電池組中包括2個蓄電池單元，第1個蓄電池組中各單體蓄電池的初始荷電狀態(tài)（SOC）值分別為42.2%、39.3%、64.1%、59.9%，第2 個蓄電池組中各單體蓄電池的初始SOC 值分別為50.7%、46.2%、71.9%、70.3%，第3 個蓄電池組中各單體蓄電池的初始SOC值分別為33.5%、28.4%、82.7%、76.1%。

主控開關(guān)中N 溝道MOSFET 采用NCE2060K，P溝道MOSFET 采用IRF7404TRPBF，選通矩陣中MOSFET 采用IRF3205，肖特基二極管采用SK84B。各型號MOSFET 與二極管參數(shù)如附錄B 表B1 所示。實驗過程中，利用開路電壓法測得各單體蓄電池的SOC值，驅(qū)動電壓波形與均衡電流波形均由TBS2000數(shù)字熒光示波器捕獲，主控開關(guān)M1和M2的驅(qū)動分別為uPWM_M1和uPWM_M2，并利用蓄電池參數(shù)監(jiān)測模塊對各單體蓄電池電壓進(jìn)行采集。此外，實驗平臺還包括電壓探頭和電流探頭。實驗中，均衡實驗參數(shù)如附錄B表B2所示。

3.2 第一層均衡實驗

第一層均衡實驗中，6 個均衡模塊同時工作，采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，其中一個均衡模塊中P 溝道MOSFET 的驅(qū)動uPWM_Q11、N 溝道MOSFET 的驅(qū)動uPWM_Q12和電感電流iL1波形如圖5 所示，電感電流平均值為2.48 A，ton=65 μs。

圖5 uPWM_Q11、uPWM_Q12與iL1波形Fig.5 Waveforms of uPWM_Q11，uPWM_Q12 and iL1

P溝道MOSFET 反并聯(lián)二極管電壓VPD與電感電流iL1波形如圖6 所示。由圖可見，一個周期內(nèi)死區(qū)時間的一半為1.2 μs，即t″off=2.4 μs，則t′off=35-2.4=32.6（μs）。在蓄電池放電過程中，P 溝道MOSFET的反并聯(lián)二極管電壓為蓄電池單元的總電壓值；在蓄電池充電過程中，當(dāng)P 溝道MOSFET 未導(dǎo)通時其反并聯(lián)二極管的電壓值為0.72 V，當(dāng)P 溝道MOSFET導(dǎo)通時其反并聯(lián)二極管的電壓值為0.36 V。

圖6 VPD與iL1波形Fig.6 Waveforms of VPD and iL1

采用傳統(tǒng)控制方式時，其中一個均衡模塊中N溝道MOSFET 的PWM 驅(qū)動電壓u′PWM_Q12和電感電流波形iL2如圖7所示，電感電流平均值為2.48 A。

圖7 傳統(tǒng)控制方式下的u′PWM_Q12與iL2波形Fig.7 Waveforms of u′PWM_Q12 and iL2 under traditional control mode

第一層均衡實驗為18 min，第1—6個蓄電池單元的均衡時間分別為6、18、12、6、18、18 min。實驗過程中12 個單體蓄電池的SOC 曲線如附錄B 圖B2所示，第一層均衡將各蓄電池單元的SOC 差值均減小至2%以內(nèi)，各單體蓄電池之間最大SOC 差值由54.4%減小至49.03%。

3.3 第二層均衡實驗

根據(jù)3 個蓄電池組中蓄電池單元的SOC 值分布情況，實驗中采用對3 個均衡目標(biāo)并行均衡放電和對3 個均衡目標(biāo)并行均衡充電2 種策略交互進(jìn)行的均衡方式。通過選通矩陣選擇能量較高的3 個蓄電池單元BU11、BU21、BU31作為均衡目標(biāo)進(jìn)行并行均衡放電，主控開關(guān)M1的控制波形uPWM_M1與蓄電池單元BU11的均衡放電電流i11的波形如圖8 所示，其電流平均值為1.81 A。BU21、BU31的放電電流波形與BU11的波形幾乎一致，僅電流平均值大小不同，分別為2.01、2.06 A。

圖8 uPWM_M1與i11波形Fig.8 Waveforms of uPWM_M1 and i11

當(dāng)選擇能量較低的3 個蓄電池單元BU12、BU22、BU32作為均衡目標(biāo)進(jìn)行并行均衡充電時，主控開關(guān)M2的控制波形uPWM_M2與蓄電池單元BU12的均衡充電電流i12波形如圖9 所示，其電流平均值為1.98 A。BU22、BU32的充電電流波形與BU12的波形幾乎一致，僅電流平均值大小不同，分別為2.08、1.64 A。

圖9 uPWM_M2與i12波形Fig.9 Waveforms of uPWM_M2 and i12

第二層均衡實驗為306 min，第1—6 個蓄電池單元的均衡時間分別為180、66、72、174、306、294 min。實驗過程中12 個單體蓄電池的SOC 曲線如附錄B圖B3 所示，各單體蓄電池之間最大SOC 差值由49.03%減小至2%。

3.4 實驗結(jié)果分析

3.4.1 第一層均衡實驗結(jié)果分析

根據(jù)圖7 及相應(yīng)的實驗參數(shù)，由式（3）可得傳統(tǒng)控制方式下的均衡效率η1表達(dá)式為：

本文采用的是帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制方式，根據(jù)圖5 及相應(yīng)的實驗參數(shù)，同時由式（4）可得帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制方式下的均衡效率η2表達(dá)式為：

由此可見，采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制方式的均衡效率更高。

由附錄B 圖B2 可以看出，6 個均衡模塊并行工作，第一層均衡時間為工作時間最長的均衡模塊BM31的工作時間，因此第一層均衡速度快，并且不受單體蓄電池數(shù)量的影響，使均衡器更易模塊化。

3.4.2 第二層均衡實驗結(jié)果分析

由附錄B 表B1 可得選通矩陣中一個導(dǎo)通回路的開關(guān)導(dǎo)通壓降uSMi=0.008×2×4=0.064（V），M1的導(dǎo)通壓降uM1=0.006×6=0.036（V），M2的導(dǎo)通壓降uM2=0.04×6=0.24（V）。根據(jù)圖8 及相應(yīng)的實驗參數(shù)，多目標(biāo)并行均衡放電工作模式下的均衡效率η3的表達(dá)式為：

由附錄B 圖B3 可以看出，每個蓄電池組中的高能量蓄電池單元并行均衡放電，每個蓄電池組中的低能量蓄電池單元并行均衡充電，充放電時間隔6 min。并且由圖8、9 可以看出，充放電均衡電流均連續(xù)。因此，第二層均衡的多目標(biāo)并行均衡、均衡電流連續(xù)等特點，進(jìn)一步提高了均衡速度與均衡效率。

4 結(jié)論

本文針對大規(guī)模串聯(lián)鋰離子蓄電池儲能系統(tǒng)，提出了一種高速高效率的多目標(biāo)并行分層有源能量均衡器，從均衡思想、均衡器工作原理及控制策略方面對均衡器進(jìn)行分析，并搭建均衡實驗平臺進(jìn)行實驗驗證。

1）打破傳統(tǒng)的串行均衡方式，提出并實現(xiàn)并行均衡，從本質(zhì)上使均衡速度得到快速提升，同時第一層均衡采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制方式，第二層均衡具有的均衡目標(biāo)能量連續(xù)的特征，使均衡速度得到進(jìn)一步提升。

2）打破傳統(tǒng)的以單體蓄電池為均衡對象的固定模式，提出分對象分層均衡，使均衡效率得到有效提升。第一層均衡以單體蓄電池為均衡對象，采用帶死區(qū)互補(bǔ)導(dǎo)通控制，使第一層均衡效率得到最大限度提升，實驗中的均衡效率高達(dá)97.05%；第二層均衡中引入蓄電池單元作為新的均衡對象，能量回路中均衡對象的電壓加倍，從本質(zhì)上提高了第二層均衡效率。另外，由于蓄電池組間的隔離，選通矩陣和主控電路中開關(guān)器件的額定電壓參數(shù)降低為蓄電池組電壓等級，可選擇低導(dǎo)通電阻的MOSFET，從而使均衡效率進(jìn)一步提升，實驗中第二層均衡效率高達(dá)92.63%（均衡放電）和93.89%（均衡充電）。

3）所提出的分層均衡思想、新型蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及有源均衡器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了均衡器的易模塊化及易擴(kuò)展，更加適用于大規(guī)模串聯(lián)蓄電池儲能系統(tǒng)。

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