抖频技术常用于抑制LLC变换器电磁兼容方面的问题。然而，传统抖频技术在适应频率变化时对负载特性的处理存在一定的局限性，导致LLC变换器的工作效率降低，特别是在单相混合逆变器中，固定频率扰动使上述问题更加显著。针对此情况，提出一种依据负载功率特征的抖频控制方法，旨在提高LLC变换器的工作效率，其关键在于实现“源阻抗”和“负载阻抗”的匹配。首先剖析了单相混合逆变器中的“源”“载”特性，深入探究了“源阻抗”和“负载阻抗”的特性；接着结合LLC变换器在不同频率下的阻抗特性，提出了基于负载功率特征的抖频控制方法；最后通过实验验证了该方法的有效性。实验结果表明，该方法有效提升了LLC变换器的工作效率。

锂离子电池健康状态SOH（state of health）的准确估计可以有效确保电池系统安全运行。为了解决锂离子电池SOH估计过程中健康指标HIs（health indicators）选取困难与计算方法易陷入局部最优的问题，提出一种基于容量增量IC（incremental capcity）曲线的量子遗传算法优化反向传播QGA-BP（quantum genetic algorithm optimized back-propagation）神经网络的锂离子电池SOH在线估计模型。该算法首先从电池性能老化过程中的IC曲线中提取关键指标；接着对提取的HIs与SOH进行相关性分析；然后将提取的指标作为输入训练QGA-BP，实现锂离子电池SOH在线估计；最后对自主实验平台测得的实验数据和NASA数据集进行检验。结果表明，相比于传统反向传播BP（back-propagation）神经网络等算法，所提算法的平均绝对误差MAE（mean absolute error）、平均绝对百分比误差MAPE（mean absolute percentage error）和均方根误差RMSE（root mean square error）的最大值分别为0.013 12、0.012 94和0.017 86，具有良好的收敛性和鲁棒性，能够实现锂离子电池SOH在线准确估计。

基于宽禁带双向开关的电流源型变换器BDS-CSC（bidirectional switch-based current source converter）可高频、双向（整流/逆变）运行，满足电气化交通和储能等系统对三相AC-DC变换器高可靠、高效和高功率密度的需求，应用前景广阔。变换器的高品质运行依赖可靠、高效的换流和控制，两者均需获取交流侧相电压信息。基于此，首先对电流源型变换器中有源电流矢量、母线电压与相电压的关系进行分析，提出一种基于矢量分解特性的相电压重构技术，仅需采样1路直流电压即可获取交流侧相电压信息。接着为抑制扇区边界区域与低调制比区域引入的重构盲区影响，进一步提出了基于矢量注入的互补矢量策略，实现了高质量的相电压重构。最后在一台3 kW的电流源型变换器中验证了所提方法的有效性。

传统级联H桥型变换器的H桥单元中配备大容值稳压电容和电压传感器，导致系统体积和硬件成本的增加。为了解决该问题，从级联H桥型变换器工作原理出发，具体分析电容的充放电状态以及电平倍增网络中电容电压的自平衡控制原理，提出了一种单直流侧传感器控制策略。在该控制策略中仅需要一个电压传感器来检测第一个H桥单元的直流侧电压，后续H桥单元直流侧电压便会自动均衡为前一个H桥单元电容电压的一半。与传统控制策略相比，所提控制策略有效地减少了直流侧所需电压传感器的数量，提高了系统功率密度，并且省略了传统控制中的电压均衡控制部分，降低了控制复杂度。最后，通过仿真和实验证实了所提控制策略的有效性。

单逆变器单发射线圈多频多负载感应谐振式无线电能传输WPT（wireless power transfer）系统能够同时支持多个不同频率的负载，结构简单，兼容性好，具有巨大的应用潜力。该系统补偿网络所需无源元件数量多，系统阶数高，且系统约束条件复杂，大功率高效率补偿网络的参数设计面临巨大挑战。以双频LCC-S结构为例，通过分析将设计变量从7个减少至1个，提出一种基于差分进化算法和拉格朗日乘数法的双频补偿网络设计方法，并考虑了电感寄生电阻的影响，兼顾了系统大功率和高效率传输。最后，按照该方法得出的设计方案搭建实验样机。实验结果表明，样机可不依赖于控制方法实现负载独立和恒压输出特性，系统输出功率达165.83 W，总效率达94.05%。

为解决高倍率下储能电池模组温度高、均匀性差的问题，考虑电池及铝排的产热，建立一种电池模组电-热-流耦合仿真模型，分析冷板布置方案和流量对电池模组温度性能的影响。结果表明：布置双大面或侧面冷板的方案可控制最大温升在11.0 K以内，优于布置单大面冷板的方案；布置侧面冷板的方案控制温升极差的效果优于布置大面冷板的方案；在流量3.0 L/min以内时，增大流量能够有效降低模组最大温升和温升极差；在流量2.0 L/min以内时，布置大面或侧面冷板的方案增设底面冷板对模组温度性能有明显改善。对比实验与仿真结果，最大温升误差在0.9 K以内，验证了耦合仿真模型的准确性。

为实现辅助供电系统的轻量化和高效化，针对新能源机车辅助电源应用场景，对高压大功率DC-DC变换电源模块进行了研究。提出了适合高压大功率的三电平升压TL-Boost（three-level Boost）和输入串联输出并联ISOP（input series output parallel）全桥LLC谐振电路组成的准两级式拓扑及其动态自抗扰算法，详细介绍了其工作原理，并利用自抗扰控制ADRC（active disturbance rejection control）取代传统比例积分PI（proportional integral）控制，解决了由于负载波动导致的输出电压不稳定问题，最终实现了辅助电源的高均流和高稳定性运行。最后，搭建了1台由2个150 kW TL-Boost+LLC谐振变换器组成的样机并对其进行验证，实验结果证明了所提DC-DC变换器和控制方法的可行性与有效性，具有较高的工程意义。

虚拟同步发电机VSG（virtual synchronous generator）通过模拟传统发电机的惯量特性，已成为解决新能源并网频率波动问题的有效手段。然而，在传统VSG方法中，转动惯量和阻尼系数通常固定，可能导致负载变化时出现频率偏差。为此，提出一种结合自适应参数调节与模型预测控制MPC（model predictive control）的方法，旨在优化VSG的频率性能。通过分析VSG的小信号模型，提出了一种自适应调节策略以抑制频率波动。同时，采用MPC控制器对VSG的输入功率进行动态调整，以增强发电单元对功率需求变化的响应。仿真结果表明，所提方法有效提升了系统频率稳定性。

为解决传统单端驱动无线电能传输WPT（wireless power transfer）系统对位置偏移敏感及依赖检测控制的问题，提出了一种新型单端驱动抗偏移WPT系统。该系统基于单极性与双极性线圈的复合，在位置偏移条件下保持恒定耦合磁通，通过2组单端驱动电路的正交激励与对补偿电路参数的优化设计，在不依赖检测与控制的条件下实现了抗位置偏移的恒压输出。此外，系统在全位置偏移范围内，可以保持效率不发生衰减。仿真和实验结果验证了所提抗偏移系统的有效性，系统可以在[-24.24%，24.24%]的偏移下，实现脉动小于0.77%的恒压输出，保持脉动小于1.96%的85.14%的传输效率。该系统不仅采用了较少的开关管及相应的驱动电路，而且实现了良好的抗偏移能力。

工作湿度和温度是影响质子交换膜燃料电池PEMFC（proton exchange membrane fuel cell）电堆性能和使用寿命的关键因素。针对现有水热管理策略存在控制精度低和鲁棒性差的缺点，提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度TD3（twin-delayed deep deterministic policy gradient）的水热管理策略。该策略基于水热管理系统模型，对传统的泵、散热器和阴极加湿器独立控制的框架进行改进，实现了对温度和湿度的同步控制。以375片电池的PEMFC电堆的水热管理工作为例，将所提出的策略与基于深度确定性策略梯度DDPG（the deep deterministic policy gradient）的水热管理策略在混合驾驶循环工况下进行仿真实验对比。基于TD3策略下的电堆入口温度和电堆温度与理想温度的最大偏差比基于DDPG策略下的最大偏差分别减小了0.10 K和0.07 K；基于TD3策略下的电堆阴极入口湿度维持在25%~62%，而基于DDPG策略下的电堆阴极入口湿度维持在0~98%。结果表明，所提策略比基于DDPG的策略性能更好，能够有效减小电堆的温度最大偏差和湿度变化范围。