在国家“双碳”战略背景下，氢燃料电池汽车动力源以氢燃料电池为主，具有零碳排放、续航里程长等优势，成为重点关注的新能源汽车之一。氢燃料电池的电压输出特性较软，输出电压纹波大，变载工况适应性差，需要DC/DC变换器来升压和稳压。现有控制系统不能完全满足120 kW四相交错并联式Boost变换器拓扑结构的DC/DC变换器控制要求。为此，本文在广东省佛山市仙湖实验室开放基金重大项目“基于氢燃料电池的多能源智能网联汽车关键技术（XHD2020-003）”的资助下，以四相交错并联Boost变换器为研究对象，研究并设计氢燃料电池系统用DC/DC变换器的控制系统。
本文主要研究工作和取得的结果如下：
（1）根据DC/DC变换器的技术参数和控制系统要求，构建了主电路拓扑结构，给出了控制系统输入输出信号，完成了氢燃料电池系统用DC/DC变换器控制系统的总体方案设计，包括硬件设计方案、控制策略研究方案和软件设计方案。
（2）完成了氢燃料电池系统用DC/DC变换器控制系统的硬件设计。选择高性能AURIXTM TC375作为控制系统的主控芯片；选用霍尔电压、电流传感器检测电压、电流信号，采用两级放大电路设计模拟量输入电路；选用驱动芯片TC4420，采用MOS管低边驱动方式设计PWM驱动电路；使用TC375自带的CAN通信电路实现与车载VCU进行数据交换；采用配置灵活、具有大量诊断功能的TLF35584芯片设计辅助电源电路。
（3）完成了氢燃料电池系统用DC/DC变换器控制策略研究。对并联的Boost变换器支路，构建了由电压控制器和电流控制器构成的DC/DC变换器的双闭环控制结构；提出并研究了滑模PI控制策略，对电压控制器进行优化，降低电压纹波和电流纹波；为了提高DC/DC变换器的稳定性和快速性，降低DC/DC变换器损耗，提出并研究了自适应神经模糊PI控制策略，对电流控制器进行优化设计；提出了基于功率的协调控制策略，实现并联的Boost变换器支路之间的功率和电流分配。
（4）设计了氢燃料电池系统用DC/DC变换器控制系统的软件，包括主程序和中断程序。主程序具有控制系统的初始化、开启DC/DC变换器、中断优先级设置和使能中断等功能；中断程序包括采样中断程序和控制中断服务程序。其中，控制中断服务程序包括协调控制子程序、双闭环PI控制子程序、滑模PI控制子程序、自适应神经模糊PI子程序和PWM输出子程序等。
（5）在Matlab仿真平台上，构建了氢燃料电池系统用DC/DC变换器的控制系统仿真模型，完成了3种仿真试验，仿真验证了本文理论研究结果的有效性。
使用滑模PI控制优化后，系统响应速度加快，减载后能够更快稳定，调节时间减少，输出电压纹波和电流纹波降低；Boost变换器输出电流和输出电压均能稳定在额定值；输出电流纹波和输出电压纹波均能保持在一个良好的范围内。
使用自适应神经模糊PI控制后，能明显减小DC/DC变换器输出电压的振荡幅度，在保证输出电压纹波、电流纹波较小的基础上，系统响应速度快，取得了更好的控制效果，具有良好的动态性和较强的鲁棒性。
综上所述，本文研究结果为大功率DC/DC变换器的研制奠定理论基础，有利于减少大功率DC/DC变换器的超调量，提高抗干扰能力，减少输出电压纹波和电流纹波。
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