为应对环境污染，能源短缺及低碳经济的发展要求，以电动汽车为代表的新能源汽车迎来了一个快速发展期。与电动汽车配套的能源供给设施必不可少，以充放电机为核心设备的电池充换电站的是电动汽车产业化的基础。相对于传统电池充换电站中的充电机，充放电机不仅可以对电动汽车进行能源补给，而且可以将作为储能单元的电池组与电网连接，利用其能量可以双向流动的特点，对电网进行削峰填谷，提高电能质量及运行稳定性。充放电机一般采用双向AC-DC与双向DC-DC级联的结构，本文主要对应用在大功率充放电机中的多重化双向Buck/Boost变换器进行研究。首先对比了几种常见的双向直流变换器的优缺点，选择多重化交错并联Buck/Boost电路拓扑。针对大功率电路软开关实现困难及存在电压尖峰的问题，给出合理的对策。通过对锂离子电池充电特性的分析，确定双向Buck/Boost电路的控制方案。围绕提高电路效率并减小体积，对电路参数进行优化，给出一种选择电感的方法。采用DC-DC变换器交错并联的方案可有效提高整机效率，减小输出电压纹波和滤波器的体积，提高功率密度。根据输出功率大小，采用改变并联工作模块相数的切相控制方式还可以提高轻载效率，拓宽高效率运行区间。最后,设计了一台18kW基于充放电机应用的Buck/Boost变换器样机，给出了详细的设计过程，通过对仿真和实验结果进行分析，验证了相关分析与理论的正确。