传统的电动汽车电机驱动和车载充放电系统相互独立工作,由此导致控制系统功率密度和空间利用率较低,而采用车载集成控制器能有效节省控制系统体积和重量,大幅度提高功率密度。本文重点研究车载电机驱动和充放电集成系统,针对充放电过程中的电磁转矩的消除、网侧电流谐波的抑制和集成系统的多模式运行进行深入研究。本文提出了基于电机绕组开路的高度集成化的电机驱动和充放电集成系统,从驱动拓扑上研究电机驱动、整流和逆变的多功能集成;从滤波器上深入研究电机绕组的重构和通电方式的设计,利用电机绕组作为滤波电感,进一步提高集成度。针对充放电模式的电磁转矩和电流谐波问题,对所提出的单相全桥、三相全桥和三相四桥臂等多种集成拓扑进行分析,其中单相全桥集成拓扑能够完全消除充放电过程中的电磁转矩且能有效的提高滤波性能。本文从结构上对集成系统的多模式运行进行切换设计,并研究了多模式运行的控制策略。对电机驱动模式下的永磁同步电机的运行研究了基于空间矢量脉宽调制的矢量控制,实现磁场与转矩的解耦控制。对充放电模式下的电感电流控制,从传递函数入手对准比例谐振调节器性能展开分析并对系统参数进行设计,克服了传统比例积分调节器无法实现对交流量无静差跟踪的问题。此外,分析了整流模式下输出端母线电压二次纹波和电流谐波产生原因,并研究基于直流电压补偿的电流谐波抑制方案;对并网模式下研究带电压前馈的电感电流控制,减小电网谐波对电流控制的影响。针对基于电机绕组开路的电机驱动和充放电集成系统搭建MATLAB/Simulink仿真模型,并进行了仿真验证。搭建多模式的集成系统实验平台,并设计了多模式运行的软件算法,实验结果表明所提出的拓扑能完全消除不利的电磁转矩并提升网侧电流谐波的抑制性能,实验验证了本文所提出的基于电机绕组开路的集成系统的正确性和可行性。