随着新能源行业的蓬勃发展,越来越多的电动汽车接入电网。这些大容量的动力电池成为了天然的分布式储能设备,可用作可再生能源和电网间的缓冲层。选择合适的动力电池的充放电时间,对电网负荷起到“削峰填谷”的作用。电动汽车入网技术（Vehicle-to-grid,V2G）对传统的车载充电机提出了新要求:变换器具有双向功率传输、高效率、宽输出范围、高可靠性等工作特性。双向DC-DC变换器作为车载充电机的后级部分,负责给动力电池进行充放电是实现V2G的关键一环。本文主要研究CLLLC串联谐振型DC-DC变换器优化建模与设计方法。本文首先介绍了CLLLC电路的拓扑结构,并对不同的工作模态进行分析。利用扩展描述函数法对该拓扑进行建模的同时,采用加权平均的改进建模方法,提高了模型的准确度,得到能求解电路状态量的稳态模型和能反映系统动态性能的小信号模型。此外,论文分析介绍了基波近似（First Harmonic Approximation,FHA）方法,揭示了该方法在偏离谐振点时准确性降低的本质,并提出一种优化的FHA模型解决了其工作在欠谐振时状态量求解精度低的问题。此方法可用于电路参数设计,以提高谐振腔参数设计的精度。基于上述理论分析和模型,本文结合了变换器的参数设计流程和各个谐振元件的参数与电压增益曲线的关系,设计了电路的关键参数。接着介绍了开关器件、电容的选型,分析了磁性元件、驱动电路以及调理电路的设计,并结合小信号模型给出控制器的设计方法以及控制策略。通过Simulink仿真软件对所设计的电路参数和提出的改进模型进行仿真验证。在上述理论分析的基础上,本文搭建了一台1.6k W的双向CLLLC谐振变换器样机,通过样机验证了根据优化的FHA模型设计出的电路参数能够实现正反向运行时的软开通以及满足变换器的电压增益要求。并且在同步整流策略下,样机的峰值效率可以达到98%以上。此外,还在该样机上验证了本文所提小信号模型以及优化的FHA模型的准确性。最后,对本文所展开的研究工作进行总结,并对未来研究方向进行了展望。