随着当今世界工业生产的持续发展、人们生活水平的不断提高,越来越多的家庭选择汽车作为家庭的必需品。然而,传统汽车因使用化石能源会排放出以二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、铅和固体悬浮颗粒等污染物为主要成分的尾气,对环境造成了严重的污染,严重影响社会的可持续性发展。在该背景下,电动汽车相对于燃油汽车具有低噪音和零排放的优势,可以缓解生活、环境和资源问题,成为新能源汽车主要发展对象。针对新能源汽车电池充电系统,本文提出了一种大功率车载充电机,车载充电机由前后两级组成,该电路前级拓扑结构为三相六开关APFC结构,后级选用全桥LLC谐振变换器,充电机可实现宽范围输出,并在全负载范围内都可实现功率开关管的软开关过程,同时拥有较高的功率因数和转换效率。本文分别研究了充电机前后级各种拓扑电路的工作原理和特点,说明了各自所存在的弊端,进而引出所采用的拓扑电路,其具有输出电压范围更宽、整体高效率更高等优点。本文介绍了电动汽车各种充电方式的优缺点和电动汽车的充电过程,分别对前后级电路的主要参数和相关控制电路进行了设计。最后重点研究了车载充电机的相关嵌入式软件策略,如状态机、故障检测、CAN通信和控制策略等。本文中所设计的车载充电机为输入电压范围为AC187V~253V,输出电压范围为DC280V~420V,最大输出功率为10kW,经对前后级的仿真和实验波形的分析进一步证实了理论的正确性。