随着环境污染和能源危机等问题日趋严重,燃料电池汽车逐渐成为新能源汽车领域的研究热点。由于燃料电池动态响应慢、电压变化范围较大,无法较好满足整车需求,通常需要采用DC-DC变换器来达到电压解耦和功率控制的目的。本文通过对比不同的燃料电池车用DC-DC变换器拓扑结构,提出一种并联式升降压型DC-DC变换器,并从变换器的工作原理、工作效率、电路模型以及控制方法等几个方面对所提出的DC-DC变换器开展相关的研究工作。首先,本文对现有燃料电池车用DC-DC变换器的拓扑结构进行了分析,提出一种并联式升降压型DC-DC变换器拓扑结构。在此基础上分析了该变换器的电路结构以及电路元器件损耗,根据DC-DC变换器效率特性确定其控制模式,并对降压和升压模式下变换器的工作原理进行了详细地阐述。通过与级联式升降压变换器在组成器件数量、电压电流应力以及效率等方面的对比,指出并联式升降压DC-DC变换器的优势。其次,利用状态空间平均法对所提出的DC-DC变换器拓扑结构分别进行降压和升压模式下的小信号建模,得出系统的闭环传递函数,据此确定DC-DC变换器的闭环控制系统,并对系统的稳定性进行分析。针对所提出DC-DC变换器在模式切换时存在延迟响应以及输入电压扰动对输出特性影响很大的现象,采取了延时补偿以及输入电压前馈补偿等改进措施,提高了系统的动态性能。然后,对并联式DC-DC变换器在降压和升压模式下进行稳态和动态仿真研究,并对DC-DC变换器模式切换时的动态响应进行分析。仿真结果表明本文所提出的并联式升降压型DC-DC变换器具有较好的稳态和动态性能。闭环控制系统中引入的延时补偿和输入电压前馈等方法保证了模式切换的平滑过渡,同时使DC-DC变换器具有较好的抗干扰能力。最后,搭建了实验平台,基于DSP数字控制系统研发了燃料电池车用并联式升降压型DC-DC变换器原理性样机并进行了实验研究。实验结果与理论分析以及仿真结果一致,表明所提出的DC-DC变换器可以对燃料电池电压进行升降压调节,能够对燃料电池输出功率进行精确控制,DC-DC变换器的动态性能可以较好地满足整车动力系统需求。