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交通运输业的迅速发展带来的能源紧缺和环境污染问题日益严峻,发展电动汽车是解决该问题的重要措施之一。电动汽车供电系统不同于传统的汽车,它是将各种新能源或传统能源与蓄电池、超级电容等储能装置联合起来,通过多种能源之间的互补性实现能量的合理利用。在该系统中,可采用多端口直流变换器(Multiple Ports DC-DC Converter, MPC)代替原有的多个单输入直流变换器,由此简化系统结构、降低成本。本文基于电动汽车供电系统,对MPC展开了详细的研究,讨论了MPC电路拓扑的生成规则,针对典型的MPC提出了相应的控制策略和能量管理策略并进行了实验验证。根据MPC中各个端口之间的能量流动特点,本文对已提出的MPC电路拓扑进行了分类。针对第一类隔离型MPC电路拓扑,本文提出一种采用交变脉冲电源单元构建该类MPC的方法,由该方法生成的电路结构简单、元器件少且功率密度高,并且易拓展到多端口。本文以双输入半桥三电平&全桥变换器为例,分析了该变换器在两种工作模式下的工作原理,讨论其能量管理策略,并通过一个1000 W的原理样机验证了理论分析的正确性。在总结现有第二、三类MPC电路拓扑特点的基础上,本文提出了第二、三类MPC电路拓扑的基本结构,采用双向单极性脉冲电源单元和缓冲单元来构建这两类MPC电路拓扑,根据脉冲源之间的组合规则以及脉冲源和缓冲单元之间的级联规则,提出了MPC电路拓扑的五种生成规则,由上述规则推导出了不同种类和特点的MPC电路拓扑,所得到的电路拓扑简单实用,具有良好的应用前景。为了验证多端口变换器的能量管理策略,本文以三端口Buck&Boost变换器为例,详细分析了三端口Buck&Boost变换器的六种工作模式,根据每个工作模式的等效电路提出了相应的控制策略,最后研制了一台1000 W的原理样机,并进行了实验验证,实验结果验证了本文所提出的能量管理策略的有效性。