近年来,随着能源危机和环境污染问题更加严峻,电动汽车作为清洁交通工具得到了人们的广泛关注。随着新能源汽车产业的发展,未来将有大批动力电池达到退运条件但仍具一定的使用寿命。退运电池可以平抑可再生能源发电功率波动以及进行电网调峰调频,但容量、SOC(State of Charge)等参数不一致性较高。本文对退运电池储能系统进行了研究并针对退运电池的不一致性问题提出多模块辅助变流器的解决方案。首先,分析了退运电池运用于传统储能系统存在的问题,阐述了应用多模块辅助变流器的退运电池储能系统结构。由于辅助变流器电路结构和原理基于电压源型双有源全桥(Dual Active Bridge,DAB)DC-DC变换器实现,对传统移相控制DAB变换器工作原理和工作特性进行了分析。辅助变流器的副边模块存在输出功率耦合现象,为实现副边模块输出电流独立控制,进一步分析了其耦合关系。其次,针对传统移相控制下多模块辅助变流器电流应力和回流功率较大的问题,采用扩展移相对其进行优化控制,分析了扩展移相控制DAB变换器的工作原理和工作特性,采用拉格朗日乘子法对扩展移相在控制域内进行优化,推导出最小电流应力和最小回流功率的控制策略,并分析了辅助变流器在扩展移相优化控制策略下的工作特性。再次,研究了应用多模块辅助变流器的退运电池储能系统电池模块SOC估算方法。当电池容量不一致且辅助变流器与储能变流器同时工作时,采用传统SOC均衡控制策略进行SOC均衡存在稳态误差,针对这一问题提出了考虑容量不一致的SOC均衡策略。退运电池容量衰减速度快且电流采样存在误差会降低SOC估算精度,针对这一问题,提出了电池模块SOC、容量在线校正方案,提高了退运电池模块SOC估算的准确性。最后,搭建单副边模块DAB实验平台,并在其上完成了扩展移相电流应力优化实验和回流功率优化实验。搭建50kW退运电池储能系统样机,利用多模块辅助变流器完成了电池模块容量不一致时的SOC均衡,验证了其拓扑结构和控制策略的可行性,有效提高了电池模块容量不一致时退运电池储能系统的容量利用率。