超级电容器具有超大容量、高功率密度、循环充放电寿命长等优点,在混合动力汽车的起动、加速系统和大功率脉冲电源等系统中具有广泛的应用前景。但是在储能系统中超级电容器的放电深度通常会受到系统输出特性的限制,比如超级电容器电压放电至额定电压值一半时即要求停止放电,这将造成超级电容器一部分能量处于闲置状态。本文针对上述问题,对超级电容器串并联变换技术展开研究,试图降低超级电容器的放电深度。论文首先建立了超级电容器的等效电路模型,并设计了一种超级电容器串并联结构,根据超级电容器的充放电方式,设计了超级电容器串并联变换工作模式,经对比分析选择了双向半桥型Buck-Boost变换器的拓扑结构,然后对其输入输出变压比和效率的关系进行了分析,最终确定将系统输入输出变压比限制在3以内。由于超级电容器串并联变换技术的引入,使双向半桥型Buck-Boost变换器处于Boost模式时的输入电压发生阶跃突变,单独的反馈控制属于滞后控制,无法快速对超级电容器串并联变换时引起的负载侧电压波动进行补偿。针对此问题,采用前馈-反馈复合控制方法,对双向半桥型Buck-Boost变换器进行建模,并对系统控制策略进行仿真验证。搭建了系统实验平台,设计了系统的主电路、控制电路和系统的软件。通过超级电容器充电和放电实验表明,将串并联变换技术应用于超级电容器储能系统,可将超级电容器放电时间由546s延长至708s,放电深度由50V变为12.5V,达到了预期的效果。