随着智能电网的发展和电动汽车的广泛应用,电动汽车和电网之间能量交互技术(V2G)的提出和研究已成为时代的必要,双向变流器正是电动汽车和电网之间实现能量双向流动的装置。本文首先总结了目前国内外有关电动汽车与电网间能量双向流动技术的研究现状,分析了不同的双向变流器拓扑结构的特点及应用场合,确定选取单相电压型PWM整流器为前级拓扑结构和隔离型双向全桥DC-DC变换器为后级拓扑结构的两级式双向变流器结构。其次,在分析单相PWM整流器拓扑结构、工作原理和控制策略等理论研究的基础上,对PWM整流器的主电路参数进行设计,进行了PWM整流器的Matlab/Simulink的仿真实验,分析系统的动态性能参数及网侧功率因数,验证整流器的整流、逆变控制策略。再者,分析了隔离式双向全桥DC-DC变换器的拓扑结构、工作原理和控制策略,进行了系统的Matlab/Simulink仿真实验,实现对DC-DC变换器在降压模式下对输出电流和输出电压的控制;在升压模式下,维持直流侧母线电压稳定。最后,根据车载锂离子电池的结构参数建立戴维宁等效电路模型,并搭建双向变流器的前级PWM整流器和后级双向DC-DC变换器的Simulink联合仿真模型,模型实现了电网对车载锂离子电池的充电特性控制,及锂离子电池对电网放电特性下的并网控制。根据仿真结果分析表明,在充电模式下,对电池采用了先恒流充电,再恒压充电的充电方式;在放电模式下,实现了并网网侧电流正弦化和并网单位功率因数控制。