大型矿车工况恶劣，制动频繁且制动能耗占总能耗的比重大，直流母线电压波动范围广且瞬时大范围波动频率高，制动能量回收与利用系统的高效稳定控制成为需要解决的关键难题。本文提出了自适应二自由度PID的控制策略，实现了对系统充放电过程的高效稳定控制，在系统充放电过程中加快充放电电流的响应速度、提高抗干扰能力。本文搭建了300kW/1800V的超级电容与蓄电池混合储能的大型矿车制动能量回收与利用系统实验平台，完成样机研发，最后前往平朔安家岭煤矿在730E型大型矿车平台上进行车载运行实验，实验结果经第三方检验，制动能量回收与利用系统的效率达53.5%，验证了充放电控制策略的高效性、可行性和稳定性。