随着电动汽车使用量的日益增加,充电桩等基础设施的不断完善,人们对电动汽车车载电源系统的要求也越来越高,迫切希望电动汽车车载电源系统具有更高的电能转换效率和集成度。本文基于电动汽车车载充电机与车载DC/DC的变压器双向传能集成方案和4-11型双向LLC电路拓扑,提出了一种新型的具有高效率和高集成度的基于双向LLC的电动汽车车载电源一体化变换器的电路拓扑,并对其进行了深入的研究与设计。本文对一体化变换器的谐振工作原理进行了分析,采用基波分析法建立了一体化变换器的等效电路模型,基于等效电路模型对一体化变换器的直流输出增益随谐振参数的变化情况以及逆变侧MOSFET开关管ZVS开通实现条件等稳态特性进行了研究。采用扩展描述函数法建立了一体化变换器的小信号模型,并推导了一体化变换器的控制-输出传递函数,基于控制-输出传递函数的幅频特性曲线对不同负载和开关频率条件下一体化变换器的动态特性进行了研究。为了使一体化变换器具有更高的效率,本文对一体化变换器的效率和损耗进行研究得出了一体化变换器的效率优化原则。基于效率优化原则采用时域分析法得出了车载DC/DC模式励磁电感的最优化设计公式。结合动力电池组最大功率充电曲线选取了车载充电机模式的最苛刻工况点,使变换器ZVS软开通特性与动力电池组的充电曲线特性相匹配,避免了多余设计裕量带来的无功损耗。根据一体化变换器的设计指标,对一体化变换器进行了谐振参数设计,并总结出了一套适用于一体化变换器的谐振参数设计流程。本文在Matlab中搭建了一体化变换器的Simulink仿真模型,对一体化变换器的软开关实现情况进行了仿真与分析,验证了谐振参数设计的合理性与有效性。对一体化变换器的关键功率器件和外围硬件电路进行了设计,搭建了一体化变换器的实验测试平台,并进行了开环低压实验,验证了外围硬件电路设计的可行性。实验结果显示一体化变换器在两种工作模式的最苛刻工况点均能实现逆变侧开关管的ZVS开通和整流侧二极管的ZCS关断,测得一体化变换器的最高电能转换效率达到了95%以上,验证了一体化变换器的高效性。