1.目的及意义

1.1 选题依据及意义

1.1.1 论文的背景

现代世界的运输业主要依靠化石燃料。大量使用化石燃料是造成全球变暖、空气污染和臭氧层损耗的原因。此外，过量使用化石燃料是造成地下石油资源减少的原因。美国能源信息管理局（EIA）的统计数据显示，2014年交通运输业占全球能源消耗总量的55%，二氧化碳排放量的30.9%。如果运输业不采用其他解决方案，这种趋势将持续下去。

燃料电池是继火电、水电和核电之后的第四代发电技术。它是一种将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)中的化学能，通过电化学反应过程直接转化为电能的电化学发电装置。它是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和模块化的动力装置，被认为是21世纪最有发展前景的高效清洁发电技术。

近年来燃料电池（FC）在车辆技术中得到了广泛的应用。通常情况下，燃料电池混合动力汽车（FCHEV）由燃料电池、蓄电池或超级电容器（UC）作为电源。功率变换器集成到电源形成混合燃料电池系统。这有助于弥补单个电源的缺点。除了电源本身的技术效率，燃料电池混合动力汽车的性能主要由电力电子器件和相关的控制器的效率所决定。

1.1.2 理论意义

燃料电池输出的不稳定的低压直流电可经DC/DC变换器升压，再经过逆变后提供用户使用。为了获得高效率的燃料电池变换器，研究低压直流输入、低成本、低污染、高效率、高功率密度的DC/DC变换器有着十分重要的意义。

1、使燃料电池汽车使用的DC/DC变换器具有很好的稳定性和动态响应性能。满足车用控制要求。

2、促进相关通用大功率DC/DC变换器控制策略的研究发展。

3、促进燃料电池电动汽车的发展，促进世界环保事业的和新能源应用的进一步发展。

1.1.3 现实意义

燃料电池是一种电化学的发电装置，它能量转化效率高、噪音小、污染少，是一种先进的能量转换装置，并且它的应用十分广泛，可以应用在任何需要能源和动力的领域。随着我国汽车保有量的增长，石油资源不足引起传统燃料供需矛盾日益突出，汽车尾气污染也越来越严重。以燃料电池为动力的电动汽车是解决这些问题最有效也是最现实的措施。但是燃料电池本身产生的不稳定直流电，以及目前的燃料电池输出特性偏软及动态性能较差的特点使得其直接作为动力源并不合适，因此必须配备功率变换器，来调节、控制和管理电源输出，以得到符合要求的直流电或交流电能。因而，随着燃料电池产品与技术的发展，针对燃料电池应用的电力电子变换装置与技术的研究与开发已成为一项重要的课题。

1.2 国内外研究综述

1.2.1 理论的渊源及演进过程

当前在可用于替代汽油和柴油发动机的技术中，最被看好的是燃料电池技术。燃料电池汽车具有安静、高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全可以和内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。但各国政府在对研发燃料电池技术上也存在分歧，在支持力度上也各不相同。

燃料电池已经被用于包括叉车在内的各种车辆，特别是在室内应用中，它们的清洁排放对空气质量非常重要，并且在空间应用中。第一个商业化生产的氢燃料电池汽车，丰田Mirai于2015推出，之后现代和本田进入市场。燃料电池也在卡车、公共汽车、船、摩托车和自行车等各种车辆中开发和测试。