高效电动汽车充电系统的制作方法

本发明属于电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种高效电动汽车充电系统。

背景技术：

电动汽车储能系统是指为电动汽车提供动力的铅酸蓄电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、超级电容、石墨烯电池及其他新技术新材料的动力电池，但不限于上述类型的储能电池。

充电桩是指电力充电桩，太阳能充电桩，风力发电或多能互补充电桩技术。本技术充电桩及接收充电的电动汽车（含带储能系统的混合动力新能源汽车）是通过符合通用标准专用连接接头及导线进行相互连接，也包括无线感应充电或无线连接接触系统。

现有电动汽车充电系统充电时间长，电力资源利用效率低。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，提供一种充电效率高、电力资源利用效率高的高效电动汽车充电系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括电源、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、DSP、第一蓄电池、第二蓄电池和电动机负载，其结构要点第一电子开关和第二电子开关的输入端口均与电源正极端相连；第一电子开关的输出端分别与第一蓄电池正极端、第三电子开关的输入端口相连，第二电子开关的输出端分别与第二蓄电池正极端、第四电子开关的输入端口相连，第一蓄电池负极端、第二蓄电池负极端、电动机负载负极端、电源负极端相连；第三电子开关的输入端口、第四电子开关的输入端口、电动机负载正极端相连；DSP控制信号输出端口分别与第一电子开关的控制端口、第二电子开关的控制端口、第三电子开关的控制端口、第四电子开关的控制端口相连。

所述第一蓄电池和第二蓄电池的电容、电压均相同，DSP通过传感器识别充电指令，控制断开第三电子开关、第四电子开关同时，同步控制第一电子开关、第二电子开关交替按照相同频率和幅度对称互补地为第一蓄电池和第二蓄电池充电。

DSP通过传感器检测汽车断开充电准备及启动车子行驶信号，闭合第三电子开关、第四电子开关。

作为一种优选方案，本发明所述DSP采用ARM处理器，ARM处理器端口分别与程序下载接口、重新启动设置部分端口、启动方式设置部分端口、内置存储部分端、接触器驱动部分端口、PWM驱动部分端口、充电功率部分端口、CAN通讯部分端口、高压电源模块部分端口、BMS通讯部分端口相连，接触器驱动部分输出端口、PWM驱动部分输出端口分别与、充电功率部分控制信号输入端口相连；BMS通讯部分信号传输端口与充电枪信号传输端口相连。

作为另一种优选方案，本发明所述ARM处理器采用STM32F103ZET6芯片U2，所述启动方式设置部分包括100KΩ电阻R4和100KΩ电阻R20，R4一端与U2的138脚相连，R4另一端分别与地线GND、R20一端相连，R20另一端与U2的48脚相连；内置存储部分采用W25Q64芯片U9，U9的1、2、5、6引脚与U2的73、75、76、74引脚对应连接。

作为另一种优选方案，本发明所述BMS通讯部分采用TJA1050芯片U11，U11的1、4脚分别与U2的112、111脚对应相连，U11的7、5脚与所述充电枪的BMS_A、BMS_B端口对应连接；所述CAN通讯部分采用TJA1050芯片U4，U4的1、4脚分别与U2的104、103脚对应连接，U4的7、5脚分别与电枪的通讯A、通讯B端口相连。

作为另一种优选方案，本发明所述接触器驱动部分包括第一NPN三极管和第二NPN三极管，第一NPN三极管的基极通过第一电阻与U2的134脚相连，第一NPN三极管的发射极接地线GND，第一NPN三极管的集电极分别与继电器K1线圈端一端、第一二极管阳极相连，K1线圈端另一端、第一二极管阴极均与电源+15V相连；第二NPN三极管的基极通过第二电阻与U2的135脚相连，第二NPN三极管的发射极接地线GND，第二NPN三极管的集电极分别与继电器K2线圈端二端、第二二极管阳极相连，K2线圈端另二端、第二二极管阴极均与电源+15V相连；所述高压电源模块部分包括LM2576S-ADJ芯片U12，U12的1脚分别与电容C66正极、电源+15V相连，U12的3、5脚均与地线GND、二极管D1阳极、电容C101一端、电容C98负极相连，D1阴极分别与U12的2脚、电感L1一端相连，L1另一端分别与U12的4脚、+5V电源接线端子、C101另一端、电容C98正极相连。

作为另一种优选方案，本发明所述PWM驱动部分包括芯片2SD315AI U1、U3， U1的10脚通过电阻R10与U2的101脚相连，U1的6脚通过电阻R8与U2的100脚相连；U1的3脚通过电阻R1与光耦OP1输入端阴极相连，OP1输入端阳极与电源+15V相连，OP1输出端集电极与电源+3.3V相连，OP1输出端发射极分别与U2的40脚、电阻R5一端相连，电阻R5另一端接地；U1的9脚通过电阻R9与光耦OP2输入端阴极相连，OP2输入端阳极与电源+15V相连，OP2输出端集电极与电源+3.3V相连，OP2输出端发射极分别与U2的41脚、电阻R11一端相连，电阻R11另一端接地；U1的5、7脚接地，U1的4脚分别与电阻R2一端、电阻R6一端相连，R2另一端与电源+15V相连，R6另一端接地；U1的43、44脚均与PWM2控制信号输出端相连，U1的38、39脚均与PWM2-控制信号输出端相连，U1的31、32脚均与PWM1控制信号输出端相连，U1的26、27脚均与Load控制信号输出端相连；U1的36脚与二极管D21的阳极相连，D21的阴极与二极管D23的阳极相连，D23的阴极与保护采样端V1相连，U1的24脚与二极管D27的阳极相连，D27的阴极与二极管D26的阳极相连，D26的阴极与保护采样端V1相连；U1的1、2、13、14、15、16、17脚均与电源+15V相连；所述电源+15V分别与二极管Z1的阴极、电容C7一端、电容C8正极相连，C7另一端、C8负极、Z1的阳极均接地线GND。

U3的10脚通过电阻R19与U2的34脚相连；U3的3脚通过电阻R12与光耦OP3输入端阴极相连，OP3输入端阳极与电源+15V相连，OP3输出端集电极与电源+3.3V相连，OP3输出端发射极分别与U2的42脚、电阻R15一端相连，电阻R15另一端接地；U3的9脚通过电阻R18与光耦OP4输入端阴极相连，OP4输入端阳极与电源+15V相连，OP4输出端集电极与电源+3.3V相连，OP4输出端发射极分别与U2的43脚、电阻R21一端相连，电阻R21另一端接地；U3的5、7脚接地，U3的4脚分别与电阻R13一端、电阻R14一端相连，R13另一端与电源+15V相连，R14另一端接地；U3的43、44脚均与PA+控制信号输出端相连，U3的38、39脚均与PA-控制信号输出端相连，U3的31、32脚均与PB+控制信号输出端相连，U3的26、27脚均与PB-控制信号输出端相连；U3的36脚与二极管D2的阳极相连，D2的阴极与二极管D3的阳极相连，D3的阴极与保护采样端VCC相连，U3的24脚与二极管D6的阳极相连，D6的阴极与二极管D4的阳极相连，D4的阴极与保护采样端PA-相连；U3的1、2、13、14、15、16、17脚均与电源+15V相连；所述电源+15V分别与二极管Z2的阴极、电容C12一端、电容C13正极相连，C12另一端、C13负极、Z1的阳极均接地线GND。

作为另一种优选方案，本发明所述U1的41脚、U1的42脚、电容C2负极、电容C1一端相连，C2正极、U1的40脚、电阻R7一端相连，电阻R7另一端与第一发光二极管阳极相连，第一发光二极管阴极与U1的35脚相连，C1另一端与U1的36脚相连。

U1的29脚、U1的30脚、电容C16负极、电容C17一端相连，C16正极、U1的28脚、电阻R98一端相连，电阻R98另一端与第二发光二极管阳极相连，第二发光二极管阴极与U1的23脚相连，C17另一端与U1的24脚相连。

所述U3的41脚、U3的42脚、电容C10负极、电容C9一端相连，C10正极、U3的40脚、电阻R16一端相连，电阻R16另一端与第三发光二极管阳极相连，第三发光二极管阴极与U3的35脚相连，C9另一端与U3的36脚相连。

U3的29脚、U3的30脚、电容C14负极、电容C15一端相连，C14正极、U3的28脚、电阻R22一端相连，电阻R22另一端与第四发光二极管阳极相连，第四发光二极管阴极与U3的23脚相连，C15另一端与U3的24脚相连。

作为另一种优选方案，本发明所述充电功率部分包括三相工频整流桥，三相工频整流桥的输入端与三相电源相连，三相工频整流桥的输出端正极依次通过电感L3、保险丝F1分别与可控硅模块Q1正极、电容C29一端、电阻R33一端相连，Q1控制端通过电阻R23与变压器T1原边一端相连，T1原边另一端分别与电阻R24一端、R26一端相连，R24另一端、R26另一端、Q1阴极端、电阻R29一端、电阻R31一端、电阻R32一端、电阻R30一端、电容C31正极、电容C32正极、电容C33正极、电容C34正极、电容C35一端、电容C36一端、IGBT模块Q2集电极、电源VCC、电容C24一端、电容C25一端、电容C28一端相连，R29另一端、R31另一端、R32另一端、C29另一端、R33另一端相连，R30另一端、C31负极、C32负极、C33负极、C34负极、电阻R36一端、电容C38正极、电容C39正极、电容C40正极、电容C41正极相连，R36另一端、C38负极、C39负极、C40负极、C41负极、三相工频整流桥的输出端负极、地线GND2、电阻R37一端、稳压二极管D15阳极、IGBT模块Q3发射极、电容C42一端、电容C43一端、电容C44一端、驱动信号输入端PB-相连，C42另一端、电容C43另一端、电容C44另一端、C24另一端、电容C25另一端、电容C28另一端、T1第一副边一端相连，T1第一副边另一端、Q2发射极、Q3集电极、稳压管D10正极、电阻R28一端、驱动信号输入端PA-相连，R28另一端、D10负极、Q2基极、电阻R27一端相连，R27另一端与驱动信号输入端PA+相连；R37另一端、D15阴极、Q3基极、电阻R35一端相连，R35另一端与驱动信号输入端PB+相连。

T1第二副边一端分别与电容C37一端、二极管D11正极相连，C37另一端通过电阻R34分别与D11负极、电感L4一端、二极管D19负极、电阻R46一端相连，R46另一端通过电容C51分别与T1第三副边一端、D19正极相连，T1第三副边另一端分别与T1第二副边另一端、电容C45负极、电容C46负极、电容C47负极、电容C48负极、地线GND1、第一电流传感器输入端负极相连，第一电流传感器输入端正极分别与端口V1、C45正极、C46正极、C47正极、C48正极、L4另一端相连，第一电流传感器输出端通过电阻R39分别与R40一端、稳压二极管D16阴极、检测端ADC2相连，R40另一端、D16阳极、地线GND、第一电流传感器接地端相连，第一电流传感器电源端接+5V电源。

所述电源VCC与第二电流传感器输入端正极相连，第二电流传感器输入端负极接地线GND2，第二电流传感器电源端接+5V电源，第二电流传感器输出端通过电阻R42分别与电阻R43一端、稳压二极管D17阴极端、检测端ADC3相连， R43另一端、D17阳极端、第二电流传感器接地端、接地线GND相连。

所述端口V1分别与所述第一电子开关MOS管Q5漏极、所述第二电子开关MOS管Q4漏极相连，Q5栅极分别与电阻R45一端、R47一端、稳压二极管D20阴极相连，R45另一端与驱动信号端口PWM1相连，R47另一端、D20阳极、Q5源极、所述第四电子开关接触器K2第一开关一端、第一组蓄电池正极、驱动信号端口Load相连，K2第一开关另一端与检测端口moto相连，所述第四电子开关接触器K2第二开关一端与检测端口FB2相连，K2第二开关另一端与+15V电源相连。

Q4栅极分别与电阻R41一端、R44一端、稳压二极管D18阴极相连，R41另一端与驱动信号端口PWM2相连，R44另一端、D18阳极、Q4源极、所述第三电子开关接触器K1第一开关一端、第二组蓄电池正极、驱动信号端口PWM2-相连，K1第一开关另一端与检测端口moto相连，所述第三电子开关接触器K1第二开关一端与检测端口FB1相连，K1第二开关另一端与+15V电源相连。

所述第一组蓄电池负极、第二组蓄电池负极、第三电流传感器输入端正极相连，第三电流传感器输入端负极与地线GND1相连，第三电流传感器接地端与地线GND相连， 第三电流传感器电源端接+5V电源，第三电流传感器输出端分别与电容C52一端、电阻R48一端相连，C52另一端分别与电阻R49一端、稳压二极管D22阳极、地线GND相连，R48另一端分别与检测端ADC1、R49另一端、D22阴极相连。

所述检测端ADC1、ADC2、ADC3分别与U2的35、36、37引脚对应连接。

其次，本发明所述三相工频整流桥的输出端正极依次通过电感L3、保险丝F1、二极管D5分别与可控硅模块Q1正极、电容C29一端、电阻R33一端相连。

另外，本发明所述C42另一端、电容C43另一端、电容C44另一端、C24另一端、电容C25另一端、电容C28另一端、电容C30一端相连，电容C30另一端与所述T1第一副边一端相连；所述L3采用10mH电感，R23、R24采用1K电阻。

本发明有益效果。

本发明采用在不改变储能系统总容量的基础上，采用把单体一分为二，按相同1/2单元容量分为两组相互串联，共计两串储能系统。每串子系统由电压等级与现有电压等级相同，如图1，原储能系统按原理图，n个C_o/U_o Ah容量储能单元串联，电压为U_n，容量为 C_o/U_n=nU_o

本发明系统技术的原理图如图2,所示，将n个C_o/U_o单体储能单元，变成2n个C_o/2U_o单体单元平分为两串进行串联，每串电压均为nU_o，容量为。

普通储能系统可以是n个单体电池容量C0/U0串联而成nC0，也可以是2n、3n单体电池组成的储能系统如图1，相对应新技术的储能单元将依次变为2n个串，新技术单体容量变为普通单体容量，如图2所示。两种技术蓄电池体积容量基本保持不变，仅仅将普通技术的储能蓄电池每个单体变成新技术体系下的两个单体，本发明的蓄电池单体容量变为原来的一半，而其电压不变。

本发明体系储能串变为2×n个串，而各串总电压值等于普通储能系统未分体前的总电压nU0。

普通充电技术反由一个执行开关去按照储能蓄电池状态（电压、容量、电流、温度）通过控制电路控制充电开关的充电时间和频率，即充电波形为PWM脉冲直流、脉宽、频率均可以通过储能系统各种传感器进行有效控制，充电波形与普通充电桩充电波形如图4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7所示。

波形脉宽和频率均是可调的并按照储能系统状态有规律进行调制，整个储能系统充电过程如果是T时间完成，但是T/2 时间，充电桩在休息，也就是仅有T/2时间在有效工作，造成充电桩与被充电电动汽车资源和时间浪费。

本发明通过双充电执行开关代替普通充电桩执行充电开关，通过普通单体储能单元一分为二物理联接法，用两个充电开关交替有规律地为两串储能电池同时互不充电，充电波形为两串充电波形通过同一CPU进行均衡控制，使两串PMM波形互补，整个充电桩为全时充电T过程中均处于工作状态，把充电时间加快了一倍，电力资源利用效率提高了一倍。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是现有新能源汽车蓄电池结构图。

图2是本发明新能源汽车蓄电池结构图。

图3-1、3-2、3-3、3-4、3-5是现有充电控制与本发明充电控制对比图。

图4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7是现有充电桩充电波形与本发明充电桩充电波形对比图。

图5是本发明控制原理框图。

图6-1、6-2、6-3、6-4是本发明电路原理图。

图1、2中，1为电动机、2为控制器、3为蓄电池、4为发电机、5为发动机、6为行星齿轮机构。

具体实施方式

如图所示，本发明包括电源、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、DSP、第一蓄电池、第二蓄电池和电动机负载，其结构要点第一电子开关和第二电子开关的输入端口均与电源正极端相连；第一电子开关的输出端分别与第一蓄电池正极端、第三电子开关的输入端口相连，第二电子开关的输出端分别与第二蓄电池正极端、第四电子开关的输入端口相连，第一蓄电池负极端、第二蓄电池负极端、电动机负载负极端、电源负极端相连；第三电子开关的输入端口、第四电子开关的输入端口、电动机负载正极端相连；DSP控制信号输出端口分别与第一电子开关的控制端口、第二电子开关的控制端口、第三电子开关的控制端口、第四电子开关的控制端口相连。

所述第一蓄电池和第二蓄电池的电容、电压均相同，DSP通过传感器识别充电指令，控制断开第三电子开关、第四电子开关同时，同步控制第一电子开关、第二电子开关交替按照相同频率和幅度对称互补地为第一蓄电池和第二蓄电池充电。

DSP通过传感器检测汽车断开充电准备及启动车子行驶信号，闭合第三电子开关、第四电子开关。

所述DSP采用ARM处理器，ARM处理器端口分别与程序下载接口、重新启动设置部分端口、启动方式设置部分端口、内置存储部分端、接触器驱动部分端口、PWM驱动部分端口、充电功率部分端口、CAN通讯部分端口、高压电源模块部分端口、BMS通讯部分端口相连，接触器驱动部分输出端口、PWM驱动部分输出端口分别与、充电功率部分控制信号输入端口相连；BMS通讯部分信号传输端口与充电枪信号传输端口相连。

所述ARM处理器采用STM32F103ZET6芯片U2，所述启动方式设置部分包括100KΩ电阻R4和100KΩ电阻R20，R4一端与U2的138脚相连，R4另一端分别与地线GND、R20一端相连，R20另一端与U2的48脚相连；内置存储部分采用W25Q64芯片U9，U9的1、2、5、6引脚与U2的73、75、76、74引脚对应连接。

所述BMS通讯部分采用TJA1050芯片U11，U11的1、4脚分别与U2的112、111脚对应相连，U11的7、5脚与所述充电枪的BMS_A、BMS_B端口对应连接；所述CAN通讯部分采用TJA1050芯片U4，U4的1、4脚分别与U2的104、103脚对应连接，U4的7、5脚分别与电枪的通讯A、通讯B端口相连。

所述接触器驱动部分包括第一NPN三极管和第二NPN三极管，第一NPN三极管的基极通过第一电阻与U2的134脚相连，第一NPN三极管的发射极接地线GND，第一NPN三极管的集电极分别与继电器K1线圈端一端、第一二极管阳极相连，K1线圈端另一端、第一二极管阴极均与电源+15V相连；第二NPN三极管的基极通过第二电阻与U2的135脚相连，第二NPN三极管的发射极接地线GND，第二NPN三极管的集电极分别与继电器K2线圈端二端、第二二极管阳极相连，K2线圈端另二端、第二二极管阴极均与电源+15V相连；所述高压电源模块部分包括LM2576S-ADJ芯片U12，U12的1脚分别与电容C66正极、电源+15V相连，U12的3、5脚均与地线GND、二极管D1阳极、电容C101一端、电容C98负极相连，D1阴极分别与U12的2脚、电感L1一端相连，L1另一端分别与U12的4脚、+5V电源接线端子、C101另一端、电容C98正极相连。

所述PWM驱动部分包括芯片2SD315AI U1、U3， U1的10脚通过电阻R10与U2的101脚相连，U1的6脚通过电阻R8与U2的100脚相连；U1的3脚通过电阻R1与光耦OP1输入端阴极相连，OP1输入端阳极与电源+15V相连，OP1输出端集电极与电源+3.3V相连，OP1输出端发射极分别与U2的40脚、电阻R5一端相连，电阻R5另一端接地；U1的9脚通过电阻R9与光耦OP2输入端阴极相连，OP2输入端阳极与电源+15V相连，OP2输出端集电极与电源+3.3V相连，OP2输出端发射极分别与U2的41脚、电阻R11一端相连，电阻R11另一端接地；U1的5、7脚接地，U1的4脚分别与电阻R2一端、电阻R6一端相连，R2另一端与电源+15V相连，R6另一端接地；U1的43、44脚均与PWM2控制信号输出端相连，U1的38、39脚均与PWM2-控制信号输出端相连，U1的31、32脚均与PWM1控制信号输出端相连，U1的26、27脚均与Load控制信号输出端相连；U1的36脚与二极管D21的阳极相连，D21的阴极与二极管D23的阳极相连，D23的阴极与保护采样端V1相连，U1的24脚与二极管D27的阳极相连，D27的阴极与二极管D26的阳极相连，D26的阴极与保护采样端V1相连；U1的1、2、13、14、15、16、17脚均与电源+15V相连；所述电源+15V分别与二极管Z1的阴极、电容C7一端、电容C8正极相连，C7另一端、C8负极、Z1的阳极均接地线GND。

U3的10脚通过电阻R19与U2的34脚相连；U3的3脚通过电阻R12与光耦OP3输入端阴极相连，OP3输入端阳极与电源+15V相连，OP3输出端集电极与电源+3.3V相连，OP3输出端发射极分别与U2的42脚、电阻R15一端相连，电阻R15另一端接地；U3的9脚通过电阻R18与光耦OP4输入端阴极相连，OP4输入端阳极与电源+15V相连，OP4输出端集电极与电源+3.3V相连，OP4输出端发射极分别与U2的43脚、电阻R21一端相连，电阻R21另一端接地；U3的5、7脚接地，U3的4脚分别与电阻R13一端、电阻R14一端相连，R13另一端与电源+15V相连，R14另一端接地；U3的43、44脚均与PA+控制信号输出端相连，U3的38、39脚均与PA-控制信号输出端相连，U3的31、32脚均与PB+控制信号输出端相连，U3的26、27脚均与PB-控制信号输出端相连；U3的36脚与二极管D2的阳极相连，D2的阴极与二极管D3的阳极相连，D3的阴极与保护采样端VCC相连，U3的24脚与二极管D6的阳极相连，D6的阴极与二极管D4的阳极相连，D4的阴极与保护采样端PA-相连；U3的1、2、13、14、15、16、17脚均与电源+15V相连；所述电源+15V分别与二极管Z2的阴极、电容C12一端、电容C13正极相连，C12另一端、C13负极、Z1的阳极均接地线GND。

所述U1的41脚、U1的42脚、电容C2负极、电容C1一端相连，C2正极、U1的40脚、电阻R7一端相连，电阻R7另一端与第一发光二极管阳极相连，第一发光二极管阴极与U1的35脚相连，C1另一端与U1的36脚相连。

U1的29脚、U1的30脚、电容C16负极、电容C17一端相连，C16正极、U1的28脚、电阻R98一端相连，电阻R98另一端与第二发光二极管阳极相连，第二发光二极管阴极与U1的23脚相连，C17另一端与U1的24脚相连。

所述U3的41脚、U3的42脚、电容C10负极、电容C9一端相连，C10正极、U3的40脚、电阻R16一端相连，电阻R16另一端与第三发光二极管阳极相连，第三发光二极管阴极与U3的35脚相连，C9另一端与U3的36脚相连。

U3的29脚、U3的30脚、电容C14负极、电容C15一端相连，C14正极、U3的28脚、电阻R22一端相连，电阻R22另一端与第四发光二极管阳极相连，第四发光二极管阴极与U3的23脚相连，C15另一端与U3的24脚相连。

本发明PWM驱动部分拥有绝对大的IGBT模块驱动功率，±15A可驱动1700V800A以下任何IGBT模块，双路输出占空比0-100%。

本发明PWM驱动部分采用2SD315AIU1芯片，2SD315AI芯片内部具有隔离电源模块部署，只需提供15V供电即可。另外，2SD315AI芯片每一路通道输出端都具有可编程的IBGT导通压降监测电路，当其中一路或两路驱动侧IGBT器件出现短路或者过流现象时，监测电路便发出信号将两组IGBT及时关断。

所述充电功率部分包括三相工频整流桥，三相工频整流桥的输入端与三相电源相连，三相工频整流桥的输出端正极依次通过电感L3、保险丝F1分别与可控硅模块Q1正极、电容C29一端、电阻R33一端相连，Q1控制端通过电阻R23与变压器T1原边一端相连，T1原边另一端分别与电阻R24一端、R26一端相连，R24另一端、R26另一端、Q1阴极端、电阻R29一端、电阻R31一端、电阻R32一端、电阻R30一端、电容C31正极、电容C32正极、电容C33正极、电容C34正极、电容C35一端、电容C36一端、IGBT模块Q2集电极、电源VCC、电容C24一端、电容C25一端、电容C28一端相连，R29另一端、R31另一端、R32另一端、C29另一端、R33另一端相连，R30另一端、C31负极、C32负极、C33负极、C34负极、电阻R36一端、电容C38正极、电容C39正极、电容C40正极、电容C41正极相连，R36另一端、C38负极、C39负极、C40负极、C41负极、三相工频整流桥的输出端负极、地线GND2、电阻R37一端、稳压二极管D15阳极、IGBT模块Q3发射极、电容C42一端、电容C43一端、电容C44一端、驱动信号输入端PB-相连，C42另一端、电容C43另一端、电容C44另一端、C24另一端、电容C25另一端、电容C28另一端、T1第一副边一端相连，T1第一副边另一端、Q2发射极、Q3集电极、稳压管D10正极、电阻R28一端、驱动信号输入端PA-相连，R28另一端、D10负极、Q2基极、电阻R27一端相连，R27另一端与驱动信号输入端PA+相连；R37另一端、D15阴极、Q3基极、电阻R35一端相连，R35另一端与驱动信号输入端PB+相连。

T1第二副边一端分别与电容C37一端、二极管D11正极相连，C37另一端通过电阻R34分别与D11负极、电感L4一端、二极管D19负极、电阻R46一端相连，R46另一端通过电容C51分别与T1第三副边一端、D19正极相连，T1第三副边另一端分别与T1第二副边另一端、电容C45负极、电容C46负极、电容C47负极、电容C48负极、地线GND1、第一电流传感器输入端负极相连，第一电流传感器输入端正极分别与端口V1、C45正极、C46正极、C47正极、C48正极、L4另一端相连，第一电流传感器输出端通过电阻R39分别与R40一端、稳压二极管D16阴极、检测端ADC2相连，R40另一端、D16阳极、地线GND、第一电流传感器接地端相连，第一电流传感器电源端接+5V电源。

所述电源VCC与第二电流传感器输入端正极相连，第二电流传感器输入端负极接地线GND2，第二电流传感器电源端接+5V电源，第二电流传感器输出端通过电阻R42分别与电阻R43一端、稳压二极管D17阴极端、检测端ADC3相连， R43另一端、D17阳极端、第二电流传感器接地端、接地线GND相连。

所述端口V1分别与所述第一电子开关MOS管Q5漏极、所述第二电子开关MOS管Q4漏极相连，Q5栅极分别与电阻R45一端、R47一端、稳压二极管D20阴极相连，R45另一端与驱动信号端口PWM1相连，R47另一端、D20阳极、Q5源极、所述第四电子开关接触器K2第一开关一端、第一组蓄电池正极、驱动信号端口Load相连，K2第一开关另一端与检测端口moto相连，所述第四电子开关接触器K2第二开关一端与检测端口FB2相连，K2第二开关另一端与+15V电源相连。

Q4栅极分别与电阻R41一端、R44一端、稳压二极管D18阴极相连，R41另一端与驱动信号端口PWM2相连，R44另一端、D18阳极、Q4源极、所述第三电子开关接触器K1第一开关一端、第二组蓄电池正极、驱动信号端口PWM2-相连，K1第一开关另一端与检测端口moto相连，所述第三电子开关接触器K1第二开关一端与检测端口FB1相连，K1第二开关另一端与+15V电源相连。

所述第一组蓄电池负极、第二组蓄电池负极、第三电流传感器输入端正极相连，第三电流传感器输入端负极与地线GND1相连，第三电流传感器接地端与地线GND相连， 第三电流传感器电源端接+5V电源，第三电流传感器输出端分别与电容C52一端、电阻R48一端相连，C52另一端分别与电阻R49一端、稳压二极管D22阳极、地线GND相连，R48另一端分别与检测端ADC1、R49另一端、D22阴极相连。

所述检测端ADC1、ADC2、ADC3分别与U2的35、36、37引脚对应连接。

所述三相工频整流桥的输出端正极依次通过电感L3、保险丝F1、二极管D5分别与可控硅模块Q1正极、电容C29一端、电阻R33一端相连。

所述C42另一端、电容C43另一端、电容C44另一端、C24另一端、电容C25另一端、电容C28另一端、电容C30一端相连，电容C30另一端与所述T1第一副边一端相连；所述L3采用10mH电感，R23、R24采用1K电阻。

本发明充电功率部分变压器T1将输入三相电转换成三段式充电输出，通过ADC1、ADC2、ADC3便于对蓄电池组充电状态进行检测。

本发明充电功率部分通过K1、K2，协调蓄电池组的串并转换，实现双蓄电池串的PWM波形互补高效充电；提升充电效率、缩短充电时间。

本发明可集成在在新能源汽车自带的充电系统里。当带有等电压分为对称两组容量串的储能系统的新能源汽车停车进行充电式时，通过相应传感器识别并通知DSP发出控制指令，在断开第三、四电子开关的同时，通过同步控制第一、二电子开关分别交替按照相同频率和幅度对称互补地p1=f1(t)、 p2=f2(t)为两组储能蓄电池串充电，总的蓄电池组充电效果为p=f(t)。总的充电期间蓄电池组充电效率相当于提高了一倍。

第三、四电子开关同样在相应传感器及DSP控制下，在新能源汽车断开充电准备进行启动车子行驶时自动开通，将两组相同串联个数的蓄电池组合二为一并联为一组（总容量为一串储能容量的二倍）为负载（新能源汽车电动机）提供动力进行行驶。本发明系统中的DSP是在一系列电源提供工作电源的前提下，通过系列传感器完成在新能源汽车停车充电时自动识别发出控制第一、二电子开关协调有序的为分组两串的蓄电池串互补高效充电技术。同时在新能源汽车完成充电时通过相应传感器自动识别断开第一、二电子开关，同时自动接通第三、四电子开关，实现两串蓄电池组自动并联为新能源汽车电动机（负载）提供动力能源。

图6为本发明实施电路原理图。

1.程序下载接口：用于ARM处理器下载程序。

2.重新启动设置：用于手动重新启动单片机。

3.启动方式设置：STM32芯片有两个管脚BOOT0和BOOT1，这两个管脚在芯片复位时的电平决定了芯片复位后从哪个区域开始执行程序。

4.内置存储部分：用于储存相关数据。

5.ARM处理器：处理器STM32F103ZET6，作为系统CPU指挥和协调各个分支系统的工作。

6.接触器驱动：驱动电池组串并转换的接触器。按照车子的行驶和停车充电状态实现蓄电池组的二合一或一分为二进行高效充电做准备。

7.PWM驱动部分。

使用2SD315AI驱动芯片，对处理器输出的信号进行功率放大，用于推动功率管工作。根据蓄电池状态调整PWM频率和幅值实现安全高效快速充电的工作任务。

8.充电功率部分：该电路的上半部分负责将输入部分单相、三相市电或其他能源输入转换成三段式充电输出。市电经过D7、D8、D9、D1、2D、13、D14组成的三相工频整流桥（小功率由单相整流桥完成），将市电正弦交流电整流成脉动波，再经过C31、C32、C33、C34、C36、C38、C39、C40组成的滤波电路，将脉动波转换为馒头波，馒头波的峰值与谷值与滤波电路中电容的容量及ESR串联等效电阻有关，一般选取为峰值谷值差小于30V。D5与Q1为可控硅模块，D5用与防反接作用，Q1用与启动防止滤波电路的充电浪涌，在启动的瞬间滤波电路的充电通路因为可控硅Q1未开通，而由R29、R31、R32、R33限流电阻组成，当主变压器启动后开通Q1，短路限流电阻电路，完成防浪涌功能。Q2Q3为IGBT模块，与Q2Q3的桥臂电容C24、C25、C28、C42、C43、C44组成半桥拓扑的功率变换电路其中C35、C36为EACO大功率IGBT吸收薄膜，用与滤除寄生在IGBT的结电容和变压器T1的漏感产生的震荡，防止较高的震荡峰值击穿IGBT，C30为半桥电路的隔直电容，防止半桥电路在工作中出现偏磁烧毁IGBT模块。

T1为主功率变换器，起到电压变换及隔离作用，可起到前段市电供电电网遇到突发情况与高压或雷击，可保护电动汽车及人员不受其电击的危险。

D11及D19由快速导通二极管模块组成全波整流电路，C37、R34和C51、R46为D11、D19吸收二极管，用以吸收快速二极管与T1漏感的震荡，L4和C45、C46、C47、C48组成LC滤波电路，将全波整流电路输出的PWM波形整流滤波成直流用与对蓄电池组充电。

ADC1用与采集蓄电池的充电电流信号。

ADC2用与采集蓄电池组的电压。

ADC3用与采集输入电路的电压。

ARM处理器根据ADC1-ADC3所采集的数据，判断当前蓄电池组的状态，并根据当前的状态计算出此状态下的占空比（当检测蓄电池组电压，处在恒流充电状态下，ARM利用ADC1采集充电电流信号，将电流限制在指定值此值根据ARM处理器与蓄电池组的BMS通讯确定，当恒流值高于标准值时，ARM处理器将降低占空比的值用以降低充电电流达到恒流的目的，恒流值低于标准值则相反。在恒压充电模式时与恒流充电状态相同仅ARM处理利用ADC2采集蓄电池组电压，而根据电压计算占空比值得大小。在涓流充电模式中，利用ARM处理内部的定时器，根据定时器启动定时控制对蓄电池组进行涓流充电模式。），并将此占空比信号输出至驱动电路，驱动电路将信号放大，由PA+、PA-、PB+、PB-驱动IGBT模块。

下半部分负责协调蓄电池组的串并转换并实现双蓄电池串的PWM波形互补高效充电。实现本技术的提升普通新能源汽车的（33—50）%充电效率的高效充电或者缩短新能源汽车的普通充电（1/3-1/2）充电时间的快速充电。三段式充电技术：首先通过（电路或器件）将通用的单相或三相交流电转化成三段式充电所需要的直流电压，通过蓄电池组里的传感器（ADC2）监测到蓄电池的状态，当蓄电池处于过放状态时，通过（上半部分半桥变换器）首先对蓄电池组进行预充电此时蓄电池可以不分组（充电电流幅值为额定充电电流的1/5—1/10，预充电时间可以在程序中预置0—20分可调，默认值为2分钟），完成预充电后，控制系统通过（接触器K1和接触器K2进入分断状态，而利用Q5、Q4IGBT模块）转入对蓄电池分组快速PWM互补大电流充电，充电电流为额定充电电流1—2倍，具体PWM幅值和频率根据蓄电池中的传感器进行自适应调制，保证安全快速高效充电效果。在蓄电池充满后，控制系统进入涓流维护充电（充电电流为额定充电电流1/10—1/20,时间取决于充电枪的断开时间）。另一种情况，当检测到蓄电池处于缺电但没有达到过放点时，控制系统直接进入蓄电池分组快速PWM互补大电流充电状态，达到充满电状态后进入涓流维护充电状态，参数控制如上所述。

9.CAN通讯：对车载屏幕和充电桩进行通讯。

10.高压电源模块：将输入电源转换为各级别的低压给低压模块供电。

11.充电枪：即新能源汽车通用标准充电接头，最终输出端。

12.防浪涌：防止输入三相电力输入端大容量滤波电容的充电冲击给电网带来冲击。

13.电压采集ADC3：采集输入端电压判断充电枪的接入。

14.电压采集ADC2：采集三段式充电输出电压。

15.电压采集ADC1：采集充电电流。

本发明预留新能源汽车BMS通用接口，实现与各种BMS模组通讯及执行机构的对接。实现本技术的高效快速充电技术的前提下对蓄电池精细化管理控制技术。确保安全可靠的前提下延迟蓄电池使用寿命。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。