随着经济的发展,日益增长的机动车辆使得能源和环境问题日渐突显。电动汽车的动力系统是以新能源为主,具备绿色环保、无污染的优势,是当前解决环境污染问题的重要途径。车载充电机作为电动汽车的充电重要设备,其性能直接影响电动汽车能量的来源,同时快速发展的电动汽车产业也对充电机提出了更高的要求。为提高车载充电机的功率等级,减少功率管的电压应力,可采用输入串联输出并联（Input-series Output-parallel,ISOP）DC-DC变换器,但存在子模块不均衡的问题。因此,本文在子模块单元双有源全桥（Dual Active Bridge,DAB）DC-DC变换器设计的基础上,对充电机ISOP DC-DC变换器及其控制策略研究进行研究,解决模块功率不均衡问题,使其能够稳定运行,对提高充电机综合性能指标起关键性作用。首先,分析了ISOP子模块DAB变换器的拓扑结构,阐述了其工作原理,并对采用单移相控制时DAB变换器的传输功率以及软开关的实现方式进行了推导。以此为基础选取了DAB元器件参数,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,验证理论分析和设计的合理性。其次,对比分析了当前电动汽车动力电池主要的充电方式,选用效果更好的二阶段充电法。在DAB理论分析的基础上研究ISOP-DAB变换器的小信号模型,推导出传输功率与移相量之间的控制关系。为实现ISOP变换器均衡控制,研究了ISOP DC-DC变换器输入和输出的关系,并对其分别的对应的控制进行了稳定性分析,结果认为:在输入均压的控制下能使ISOP系统稳定。提出了一种基于滑模控制的模块均衡控制策略,实现各模块间的均衡控制,提高了模块化程度。基于以上理论分析,使用Matlab/Simulink仿真软件对ISOP DC-DC组合变换器进行仿真验证。通过仿真结果验证了该控制策略的可行性及有效性。最后,搭建了一台基于半实物仿真系统dSPACE控制的2.4kW两模块ISOP DC-DC变换器实验平台。介绍了dSPACE的控制原理,并对硬件电路进行了设计,包括控制、驱动、采样、保护等方面的电路。测试了子模块的工作状况和均衡效果,实验结果验证了硬件参数设计的合理性和控制策略的有效性,满足电动汽车充电机的设计需求。