作为全球快速发展新能源产业的重要部分,电动汽车中的复合能量源电动汽车不管是汽车本身的性能,还是对于动力源的利用率,都处于领先地位。电动汽车复合能量源系统主要包括复合能量源蓄电池组和超级电容组、车载双向直流变换器以及复合能量源管理系统。其中,超级电容组由于自身能量密度以及电压等级较低,在电动汽车频繁的加减速过程中,其端电压变化范围较大,同时蓄电池组在长时间为电动汽车提供动力的过程中,其两端电压变化范围也较大。因此需要通过较宽电压增益的车载双向直流变换器,作为车载复合能量源和直流母线之间的功率接口。另外,在电动汽车复合能量源蓄电池组的单相PWM整流充电过程中,车载高压直流母线电压以及后级蓄电池组充电电流/电压会引入二次纹波成分,从而导致蓄电池组发热严重,并缩短其使用寿命。因此,研究车载宽增益双向直流变换器和抑制车载直流母线二次纹波电压具有重要的学术和实用意义。本文首先针对电动汽车复合能量源的特殊工况,分别提出开关准Z源和基于开关准Z源-开关电容的两种宽增益双向直流变换器。两种变换器中的开关准Z源网络和开关电容单元,使得所提变换器无论在电压增益方面,还是在功率开关的电压应力方面,都有着明显的性能优势。本文对所提出的两种双向直流变换器的运行原理、各项静态性能以及小信号动态模型进行详细地分析,最后通过样机的实验结果,验证所提两种直流变换器原理的正确性。最后,针对复合能量源蓄电池组单相PWM整流充电存在的车载直流母线电压中存在二次纹波分量的问题,本文充分利用已提出的复合能量源系统中已有的超级电容组和与之连接的基于开关准Z源-开关电容的双向直流变换器作为二次纹波储能单元和辅助变换器,提出两种直流侧二次纹波有源抑制方案。本文对所提出纹波抑制方案的原理进行详细地分析,最后通过额定功率为400W的蓄电池组单相PWM充电系统实验平台的实验结果,验证所提二次纹波有源抑制方案原理的正确性和有效性。