面对日益严峻的能源和环境问题,全球各国的燃油汽车行业都在加速向新能源汽车的战略转型。为了使得电动汽车具有较好的续航能力和继承传统燃油车的使用习惯,人们对电动汽车动力电池充电的快速性、便捷性和可靠性提出了较高的要求。近几年,将光伏组件与电动汽车融合技术、电动汽车之间的换能技术、电动汽车的V2G(Vehicle to grid)应用技术、电池管理系统等已成为研究热点。针对电动汽车续航能力的提升及其在未来智能电网中的建设作用,论文围绕电动汽车换能要求提出一种基于桥式Buck-Boost多端口电动汽车换能电路架构及其控制方法。所研究的换能系统由车载光伏充电电路、电动车辆之间换能电路、电网与电动汽车换能电路、能量管理及电池管理子系统组成。为了得到高性价比,各端口之间均采用了桥式Buck-Boost电路。在车载光伏充电电路中桥式Buck-Boost电路的主要作用是跟踪光伏组件的最大功率点,实现电动汽车的快速、高效率充电。根据太阳光照以及蓄电池的状态不同,对PV光伏组件产生的能量进行管理,从而增加电动汽车续航能力,同时还可减少电动汽车电池的磨损,增加其使用寿命。电动汽车车辆之间的换能电路采用H4桥Buck-Boost电路,由于Buck-Boost电路两个端口的对称性,很方便实现能量的双向控制,从而实现电动车辆之间的换能。在电网为电动汽车充电的端口,电网侧采用双向AC-DC逆变器,电池侧采用H4桥Buck-Boost电路,可实现电网与电动车辆之间的能量互动,加以控制可以实现V2G应用。论文中的这些端口之间共享了H4桥Buck-Boost电路,研究了H4桥Buck-Boost电路的软开关实现技术,并采用交错并联技术满足功率等级的扩容,从而可实现基于桥式Buck-Boost多端口电动汽车换能系统的高功率密度。多端口电路对电池充电采用恒压恒流充电模式,确保电池充电的快速性、安全性,同时保证了电池的使用寿命。为了所研究的换能系统能够高效有序运行,论文研究了换能电路的能量管理方法,能量管理在电动汽车换能系统中起着宏观调控的作用,给出了各端口间的能量流动监测与控制,它与电池管理系统相结合实现了这一新型电动汽车换能系统的安全可靠运行。论文中的电池管理系统(Battery Manage.System,BMS)采用的是分布式架构,一块主控板可以管理几块电池采集板,这种架构扩展性比较好,对不同功率等级的车辆具有通用性。论文研究了开路电压法与神经网络修正安时积分的电池剩余电量(State of Charge,SOC)估算方法,能够解决电池容量的变化影响安时积分法估算SOC精度的问题,能够解决初始SOC值对SOC的估算影响,从而可有效提高安时积分法估算SOC的精度。针对非隔离型H4桥Buck-Boost电路,论文在理论研究和仿真的基础上,搭建了多端口电动汽车换能系统的实验样机。其中,光伏组件端口到车辆电池的功率等级为1.1kW,电动车辆电池之间的功率等级为3.3kW,并基于TI公司的数字芯片和电池监测管理设计了电池管理系统。最后通过实验验证了论文所提出的车载光伏充电电路基于桥式Buck-Boost多端口电动汽车系统的可行性和优越性。