综述：混合动力电动汽车中集成混合储能的双向DC-DC转换器能量管理策略的创新视角

这篇综述系统评述了混合动力电动汽车（HEV）中双向DC-DC转换器（BDC）与混合储能系统（HESS）集成的能量管理策略（EMS），重点探讨了直接甲醇燃料电池（DMFC）、锂离子电池和超级电容的协同优化，并对比了模糊逻辑控制（FLC）、模型预测控制（MPC）等算法的性能差异。

　　

引言

全球对可持续能源和低排放交通的重视推动了混合动力电动汽车（HEV）的广泛应用。HEV介于纯电动汽车（BEV）和传统内燃机（ICE）车辆之间，通过电驱动提升燃油经济性并减少污染。实现这些优势的关键在于智能能量管理系统（EMS）和先进电力电子技术，其中双向DC-DC转换器（BDC）扮演核心角色，管理电池、超级电容和燃料电池等多源能量流动。

混合储能系统与转换器拓扑

HEV的混合储能系统（HESS）通常包含锂离子电池（高能量密度）、超级电容（高功率密度）和燃料电池（如DMFC和PEMFC）。BDC拓扑分为隔离型（如双有源桥DAB）和非隔离型（如交错式Boost），前者适合高压场景，后者更紧凑但效率略低。研究显示，采用氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等宽禁带半导体可提升开关频率，降低损耗。

先进控制策略

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  模糊逻辑控制（FLC）：动态调节参数，适应负载波动，但需复杂调参。

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  模型预测控制（MPC）：通过预测优化控制信号，减少谐波，但计算负担较重。

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  等效消耗最小化策略（ECMS）：平衡燃料电池与电池输出，优化燃油经济性。

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  零电压开关（ZVS）技术：降低开关损耗，提升可靠性。

挑战与解决方案

主要挑战包括多源协调、热管理、接口标准化及网络安全。例如，DMFC虽解决冷启动问题，但需与超级电容配合应对瞬态负载。推荐采用人工智能（AI）驱动的自适应算法，结合数字孪生技术实现故障预测。

未来方向

未来研究应聚焦：

1. 1.

   AI实时优化EMS，延长电池寿命；

2. 2.

   制定V2G（车对网）标准，提升电网交互能力；

3. 3.

   开发低成本高密度转换器材料；

4. 4.

   加强网络安全框架设计。

结论

集成DMFC的HESS与智能BDC控制可显著提升HEV能效，而跨学科合作将是实现下一代绿色交通的关键。