电动汽车凭借其高效率、低排放的优点成为国际社会应对能源危机的焦点。由于电动汽车空间有限,要求车载功率转换设备体积小、重量轻、功率密度高、系统稳定性好,因此对车载功率转换设备进行集成成为现代电力电子领域的一项热点,具有十分重大的应用价值。本文首先综合对比传统车载充电机和低压直流变换器分立式结构,提出利用多绕组变压器实现三个端口之间的磁耦合,给出了一种集成车载充电机(On-board Battery Charger,OBC)和低压直流变换器(Low-voltage DC Converter,LDC)功能的车载三端口变换器拓扑。根据变换器不同端口的工作特点,在高压电池端采用双向全桥结构,直流母线端采用全桥串联谐振结构,并在低压直流端加入同步整流电路。本文对所提三端口变换器在充电机模式、低压直流变换器模式和联合工作模式的工作原理进行了分析。针对联合工作模式,由于变压器绕组上的电压被钳位,为调节低压端输出电压,需要在同步整流后加入一级降压电路;为减少传统两级式降压电路的输入滤波元件,本文给出了一种嵌入式降压方案,则变换器的体积可大大减小。针对三端口变换器的三种工作模式分别设计了相应的控制策略,其中充电机模式采用变频结合前级母线调压策略,低压直流变换器模式采用PWM(Pulse Width Modulation)调制,联合工作模式采用变频+Buck PWM调节。搭建Saber仿真模型,对上述控制策略进行验证,并设计数字化控制方案。最后根据设计指标,对三端口变换器中的多绕组变压器、串联谐振元件、输出滤波电路等主电路参数及外围控制电路进行了设计,搭建6.6 k W样机,对集成三端口变换器的三种工作模式分别进行实验验证。实验结果与理论分析及仿真结果一致,证明了理论分析的正确性及控制策略的可行性。