燃料电池在各个域已经有了一定的应用,若将燃料电池技术应用于轨道交通方面,研制出高效环保的新型机车,便可极大促进轨道交通的发展。但燃料电池在面对剧烈变化负载时,难以快速调节自身功率,故单独使用时无法满足机车工作时功率需求变化快的要求,因此迫切需要性能能与之互补的储能装置辅助。磷酸铁锂电池或超级电容器等储能设备可作为燃料电池的辅助储能装置,通过双向DC/DC变换器接入直流母线。本文针对混合动力燃料电池机车系统使用的双向DC/DC变换器展开研究,简介了国内外燃料电池机车的发展现状,叙述了混合动力燃料电池机车系统中,辅助储能装置的必要性与常用储能设备的选择。论述了辅助储能装置与母线之间所需双向DC/DC变换器电路结构设计、器件参数计算与实物总体布局。针对变换器可能处于的工作条件与自身硬件,设计了电压环电流环并联选择控制、不同于传统电压外环电流内环的控制方法。利用MutiCAN通讯协议,编写外部上位机控制软件,利于前期调试以及后期实际运行时的人工监测与干预。采用Matlab/Simulink搭建系统模型进行仿真,获取双向DC/DC变换器在各种条件下运行情况,初步验证理论。最后,利用现有实验设备,尽可能完成对应于仿真条件的实际运行实验,验证双向DC/DC变换器硬件系统、控制软件系统以及上位机监控软件的有效性、正确性。实验结果表明,本文所设计双向DC/DC变换器很好地达到了设计要求。