混合动力轮胎式集装箱门式起重机(简称RTG)把储能系统作为其第二动力源,出于对储能系统端电压与高压侧母线电压的矛盾以及对电机制动回收能量的考虑,促使了双向DC-DC变换器在混合动力RTG上的应用,本文主要针对混合动力RTG中的双向DC-DC变换器进行研究。首先,根据混合动力系统改造需求,分析了混合动力系统和双向DC-DC变换器的工作模式,提出了双向DC-DC变换器的升降压技术指标。并对双向DC-DC变换器的拓扑结构展开研究,将主电路拓扑选择为三相交错并联双向DC-DC变换器,通过仿真验证了其相比于传统双向DC-DC变换器的优越性,更适用于本文所研究的大功率、大电流的升降压变换场合。其次,采用状态空间分析法建立了双向DC-DC变换器的小信号模型,进行控制器设计。Buck模式下,采用基于电流反馈的单闭环控制策略,Boost模式下,采用基于电流内环、电压外环的双闭环控制策略。之后为提高Boost模式下的控制效果,结合扩张状态观测器的思想,采用基于电压、电流动态反馈的滑模变结构控制策略对其进行滑模变结构控制器设计。仿真结果表明,系统具有良好的稳态性能和优越的抗干扰能力。最后,在实验室搭建了一台60W的变换器实验样机,分别进行了稳态实验、外加干扰实验和动态切换实验。实验结果表明,系统具有良好的稳态性能、抗干扰性能和跟随性能。同时,也在润邦卡哥特科工业有限公司进行了整机联调测试,电压及电流控制指标均满足设计要求,验证了本文研究内容的正确性和有效性。