U doktorskom radu detaljno su istražene različite topologije dvosmjernih pretvarača, s fokusom na njihovu primjenu u baterijskim sustavima za pohranu energije. Posebna pažnja posvećena je dvostupanjskoj izvedbi s kaskadnim spojem istosmjernog pretvarača napona i usmjerivača. Rad analizira višegranski dvosmjerni pretvarač istosmjerne struje, za koji je razvijen detaljan matematički model. Analiza obuhvaća uzlazni i silazni režim rada, dok je osnovni matematički model proširen modelom pretvarača s radnim gubicima. Na temelju razvijenog modela odabrane su komponente za stvarni pretvarač, koji je zatim ostvaren u fizičkoj izvedbi. Proračuni gubitaka temeljeni na modelu s radnim gubicima doprinijeli su dizajnu matematičkog toplinskog modela odabranog pretvarača. Ovaj model je ključan za simulacijsko modeliranje u Typhoon HIL okruženju i kasniju implementaciju naprednijih algoritama. Utjecaj promjene broja grana istosmjernog pretvarača na električne i toplinske karakteristike također je dokumentiran. Koristeći matematički model kao osnovu, konstruiran je simulacijski model. Početni model u otvorenoj petlji evoluirao je u regulirani model preko dvostruke petlje nakon implementacije PID regulatora. Uključen je i simulacijski toplinski model, temeljen na prethodno razvijenom matematičkom toplinskom modelu. Razvijena strujno-adaptivna strategija upravljanja omogućava povećanje učinkovitosti aktiviranjem ili deaktiviranjem pojedinih grana pretvarača u ovisnosti o režimu opterećenja baterije. Strategija je validirana korištenjem CHIL razvojne metodologije i Typhoon HIL 402 uređaja za simulaciju u stvarnom vremenu. Metoda upravljanja radnom temperaturom tranzistora detaljno je razrađena korištenjem prototipa s 12 paralelno spojenih tranzistora. Arduino DUE platforma, integrirana s MATLAB korisničkim sučeljem, korištena je za upravljanje. Metoda je validirana u nekoliko radnih točaka, što je potvrdilo njenu efikasnost. Za kraj, konstruiran je mjerni postav za ispitivanje učinkovitosti u stvarnom vremenu, koristeći CHIL i PHIL metodologiju. U sklopu PHIL metodologije razvijen je i izrađen dvosmjerni pretvarač istosmjerne struje s dvije grane snage 240 W, čime su svi doprinosi rada dodatno validirani.