电动汽车可有效缓减能源危机和环境污染,是未来交通运输发展的新趋势。电动汽车的复合能量源可以满足电动汽车电力驱动系统协同慢速响应的能量和快速响应的功率之间的双向吞吐需求。然而,高比功率的超级电容,输出电压低、快速充放电过程中端电压变化范围较大,高比能量的蓄电池端电压波动范围也较大,必须通过大比例升降压双向直流变换器来接口低压能量源和电动汽车的高压直流母线。所以,研究高效宽增益的双向直流变换器对电动汽车的发展、减少大气污染和减少对不可再生能源的依赖,具有十分重要的意义。首先,本文针对低压超级电容,提出了一种大比例升降压的非对称H桥双向直流变换器。变换器的窄脉冲输出电压由非对称H桥两个较宽的PWM电压相减得到,且开关器件的占空比靠近0.5。输出窄脉冲电压的等效开关频率是变换器实际开关频率的两倍。且同步整流管在零电压条件开通关断,实现了宽变比范围的双向升降压。最后通过实验验证了提出的直流变换器的可行性。其次,本文针对低压蓄电池,提出了一种宽电压范围的交错并联开关电容型双向直流变换器。变换器低压侧采用交错并联结构减小电流纹波,高压侧采用串联结构提高电压增益。在不需要额外硬件的情况下实现了双向同步整流运行,提高了变换器的效率。此外,分析了变换器的运行原理、电压电流应力以及电流纹波特性。最后通过实验验证了该变换器的可行性。最后,本文对直流变换器的协同运行控制策略进行了研究。利用本文提出的直流变换器作为低压能量源与高压直流母线之间的功率接口,构建了电动汽车锂电池加超级电容的复合能量源系统。从功率分配、锂电池电流控制和超级电容电流控制三个方面阐述了直流变换器的协同运行控制策略。控制策略实现了两种能量源的功率分配和能量双向流动控制,从而满足电动汽车对能量和功率的双重需求。利用MATLAB软件建立复合能量源系统仿真模型,对系统的工作原理进行仿真研究,最后通过实验验证了理论分析的正确性和复合能量源系统的可行性。