针对储能系统中通常直流母线侧电压等级较高而电池侧电压较低且电压变化范围宽的情况，提出1种三电平双向全桥多谐振DC-DC变换器拓扑，其高压侧采用三电平结构，可减小开关管的电压应力。谐振腔设计为带有辅助电感的LLCLC多谐振结构，使其等效电路左右对称，可达成正、反向工作对等驱动控制，从而实现功率双向传输。采用改进的同步变频控制策略，使高、低压侧开关管正、反向工作时均可实现全范围零电压开通。与传统LLC谐振拓扑相比，所提拓扑能够在较窄的频率范围内实现更宽范围的电压增益。通过对谐振腔参数的优化设计可使变换器同时传输电流基波和3次谐波功率，在高频段提高能量的传输效率。最后搭建2 kW实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性。