电动汽车因其节能减排成为了汽车发展的主流方向。混合能量系统是将高功率密度的超级电容和高能量密度的锂电池通过双向DC/DC变换器组合在一起,可以满足电动汽车对车载能量系统容量和功率的双重需求。因此,对车载混合能量系统功率变换器拓扑结构、控制方法及功率分配策略等相关问题的研究具有重要意义。本文针对电动汽车车载能量系统存在的问题提出一种基于开关升压变换网络的电动汽车车载混合能量系统,并详细分析其工作原理。所提出的拓扑结构能够允许逆变器一个桥臂工作在直通模式下,具有抗电磁干扰能力。该拓扑结构以高电压增益提供能量双向流动路径,用于电动车辆的锂电池-超级电容器混合能量系统与交流侧负载之间的能量交换。通过仿真对拓扑的工作原理进行了验证。其次,本文采用状态空间平均法建立了拓扑工作在升压和降压模式下的小信号模型,得到了系统的传递函数。基于零极点图分析了开关升压变换网络中电感值、电容值、电感寄生电阻、电容等效串联电阻以及直通占空比对系统输出响应特性的影响,并进行仿真验证。然后,根据电动汽车的运行工况和储能系统的充电状态,采用基于逻辑门限值能量管理策略对车载混合能量系统进行功率分配。将锂电池作为电动汽车的主要储能元件,超级电容提供负载的峰值功率需求并且回收制动能量。在能量管理策略的基础上设计了具有四个控制器的系统控制框图,以确保电池输出电流和超级电容电压保持稳定,以及交流侧电流稳定。电压和电流控制器是根据波特图在频域中进行设计,所设计的控制器具有良好的动态特性。通过仿真对能量管理策略进行验证。最后,设计并实现了以ARM微处理器和CPLD为控制核心的实验平台,通过实验验证了拓扑的电气可行性和所设计控制器和控制策略的适用性。