随着经济的发展,能源短缺和环境污染问题成为了遏制人类可持续发展的两大主要因素,大力发展新能源是解决上述问题的一个有效措施。电动汽车由于其零排放的特点,可以有效降低对环境的污染,是汽车工业发展的必然选择。但电动汽车续航里程短、电池维护成本高的缺点是电动汽车发展必须解决的两大基本问题,由超级电容和双向DC-DC变换器组成的电动汽车辅助动力系统可以有效提高电动车续航里程和降低大电流充放电对电池的损害。超级电容通过双向DC-DC变换器可以在电动汽车减速制动时大功率的进行能量回馈,又可以在电动汽车启动加速时提供必要的峰值功率补偿,因此对电动汽车辅助动力系统的研究极具意义。本文首先分析了动力电池和超级电容的特点,针对电动汽车的实际工作环境,对双向DC-DC变换器拓扑进行了选型。为了提高变换器的性能以及功率等级,对变换器拓扑进行了优化,选取两相交错式双向半桥电路作为双向DC-DC变换器的主拓扑。根据双向DC-DC变换器的实际应用环境,对双向DC-DC变换器工作在Boost模式和Buck模式分别进行了小信号建模和环路补偿,并设计了相应的控制器参数,使双向DC-DC变换器有足够的稳态性能和动态响应能力。针对两相交错式半桥电路可能存在各相电路不均流、反向恢复以及效率低等问题,提出了相应的解决方案。根据设计性能指标,在MATLAB/simulink环境下分别进行了Boost模式和Buck模式的仿真,仿真结果验证了变换器具有良好的动态性能和稳态性能。最后,基于TMS320F28069浮点控制芯片,根据软硬件设计参数,搭建了一台600W的实验样机,并分别测试了两种模式下DC-DC变换器的各项性能指标,实验结果表明,所设计的变换器满足设计指标要求,从而进一步证实了所提控制策略的有效性,所选参数的合理性和正确性。