随着社会的不断发展,汽车几乎已经成为每个家庭的必需品,如此多的汽车拥有量不仅会使我国能源需求加剧,还会产生雾霾等一系列生态问题。2021年国家提出了碳达峰碳中和的目标,大力发展清洁能源、实现绿色发展已经为我国能源产业所追求的方向。电动汽车（Electric Vehicle,EV）由于其消耗能源少,绿色环保低碳等优势,已经为汽车行业重点研究的方向。纯电动汽车相较于传统汽车来说,其续航能力差一直是其亟需解决的问题,而插电式混合电动汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）作为一种中间产品,在降低环境污染的同时续航能力大大增强,因此,对PHEV的市场需求不断增强,关于PHEV的研究已成为当今电动汽车领域的热点问题。PHEV具有的工作模式众多,内部结构复杂,传统的基于两电平变换器与多电平变换器的EV功率系统由于拓扑结构的限制,在应用到PHEV时会额外增加硬件电路,增加汽车的重量与体积,不利于实现整车轻量化与一体化的设计。因此,本文使用基于模块化多电平矩阵变换器（Modular Multilevel Matric Converter,MMMC）拓扑的EV功率系统,集成了 PHEV的驱动模式与V2G（Vehicle to Grid）模式,并在无需额外电路的情况下完成电池荷电状态（State of Charge,SOC）的均衡,实现了 PHEV在电机驱动、V2G与电池管理的一体化,对未来PHEV的发展具有较强的理论意义与实际的应用价值。本文首先提出了研究所用的拓扑,对拓扑的结构、电池充放电状态和工作模式进行了介绍。其次,针对基于该拓扑的EV功率系统在PHEV的多种工作模式下存在的电池SOC不均衡问题,本文以工作模式中最为复杂的混合工作状态为例,通过对主电路进行小信号建模及功率分析,提出了与桥臂电流直接控制相结合的电池SOC分层均衡控制策略,并与电机id=0控制相结合,构造了一个多层次的闭环控制系统,得到插电式混合电动汽车在混合工作状态下的综合控制方案,在实现PHEV电机驱动的同时兼顾了电池组的充放电均衡。最后,针对插电式混合电动汽车在V2G工作模式下存在的电池SOC不均衡问题,本文以外接单相电网为例,通过功率分析,在混合工作状态下的综合控制方案的基础上进行修改与简化,无需增加额外的控制系统,得到V2G模式下的综合控制策略,在电池组放电的过程中保证了电池SOC的均衡。为验证文中所用拓扑的可行性与控制策略的有效性,本文通过RTLAB实验平台进行半实物仿真验证,给出了实验条件和实验参数,对汽车在混合工作状态下的不同充放电状态及V2G工作模式进行仿真,实验结果表明所提综合控制策略可以实现所用拓扑的电机驱动、V2G与电池均衡的一体化,验证了本文所提的混合工作状态和V2G模式下综合控制策略的有效性。