充电桩系统作为电动汽车能源供给的基础设施,其建设规模要与电动汽车的数量做到相辅相成。而且电动汽车充电桩系统的充电智能化将进一步促进我国汽车行业进入电气化时代。本文设计了一种交直流一体化智能充电桩系统,该系统集直流充电模式和交流充电模式于同一桩体。首先研究了交直流一体化充电桩系统的硬件构成,设计了充电桩系统的整体结构。对充电桩系统的中央控制器、人机交互单元、刷卡计费单元、通讯系统、记录存储单元等功能模块进行了设计和器件选型,同时研究了充电桩系统充电电源模块的拓扑结构,其中包括前级整流电路和后级DC-DC变换电路。在充电桩系统的硬件结构基础上,设计了交直流一体化充电桩系统的直流充电模式和交流充电模式。并研究了充电模式选择的不同控制方案,以更好的满足用户对充电桩的充电模式多样性的选择。然后对充电桩系统的核心单元做深入研究,设计充电电源模块的前级整流器。对VIENNA整流电路建立了数学模型,并设计了电流内环、电压外环的双闭环控制。针对VIENNA整流电路的三电平整流特性,本文设计了一种将三电平空间矢量脉宽调制转换简化为两电平空间矢量脉宽调制的方法。同时设计了一种通过调整短矢量的作用时间去控制电容中点电压平衡的方法。进而对所设计的VIENNA整流器在MATLAB/smulink软件平台上搭建了仿真系统模型。分别对整流器系统的稳态性能和动态性能进行了仿真。由仿真结果分析可知,该VIENNA整流器的交流侧电流谐波含量低,直流侧电容中点电压平衡无偏移,输出电压稳定在系统给定值,且动态响应迅速。最后对人机交互界面和充电电源模块进行实验研究。验证了所设计的充电桩系统交互界面的友好性。同时对充电桩系统的充电电源模块进行实验,并在恒压模式和恒流模式下测试了电源模块的并联实验数据。