本發(fā)明屬于電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效電動汽車充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電動汽車儲能系統(tǒng)是指為電動汽車提供動力的鉛酸蓄電池、鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、超級電容、石墨烯電池及其他新技術(shù)新材料的動力電池，但不限于上述類型的儲能電池。

充電樁是指電力充電樁，太陽能充電樁，風(fēng)力發(fā)電或多能互補充電樁技術(shù)。本技術(shù)充電樁及接收充電的電動汽車（含帶儲能系統(tǒng)的混合動力新能源汽車）是通過符合通用標(biāo)準(zhǔn)專用連接接頭及導(dǎo)線進(jìn)行相互連接，也包括無線感應(yīng)充電或無線連接接觸系統(tǒng)。

現(xiàn)有電動汽車充電系統(tǒng)充電時間長，電力資源利用效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種充電效率高、電力資源利用效率高的高效電動汽車充電系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括電源、第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)、DSP、第一蓄電池、第二蓄電池和電動機(jī)負(fù)載，其結(jié)構(gòu)要點第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)的輸入端口均與電源正極端相連；第一電子開關(guān)的輸出端分別與第一蓄電池正極端、第三電子開關(guān)的輸入端口相連，第二電子開關(guān)的輸出端分別與第二蓄電池正極端、第四電子開關(guān)的輸入端口相連，第一蓄電池負(fù)極端、第二蓄電池負(fù)極端、電動機(jī)負(fù)載負(fù)極端、電源負(fù)極端相連；第三電子開關(guān)的輸入端口、第四電子開關(guān)的輸入端口、電動機(jī)負(fù)載正極端相連；DSP控制信號輸出端口分別與第一電子開關(guān)的控制端口、第二電子開關(guān)的控制端口、第三電子開關(guān)的控制端口、第四電子開關(guān)的控制端口相連。

所述第一蓄電池和第二蓄電池的電容、電壓均相同，DSP通過傳感器識別充電指令，控制斷開第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)同時，同步控制第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)交替按照相同頻率和幅度對稱互補地為第一蓄電池和第二蓄電池充電。

DSP通過傳感器檢測汽車斷開充電準(zhǔn)備及啟動車子行駛信號，閉合第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述DSP采用ARM處理器，ARM處理器端口分別與程序下載接口、重新啟動設(shè)置部分端口、啟動方式設(shè)置部分端口、內(nèi)置存儲部分端、接觸器驅(qū)動部分端口、PWM驅(qū)動部分端口、充電功率部分端口、CAN通訊部分端口、高壓電源模塊部分端口、BMS通訊部分端口相連，接觸器驅(qū)動部分輸出端口、PWM驅(qū)動部分輸出端口分別與、充電功率部分控制信號輸入端口相連；BMS通訊部分信號傳輸端口與充電槍信號傳輸端口相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述ARM處理器采用STM32F103ZET6芯片U2，所述啟動方式設(shè)置部分包括100KΩ電阻R4和100KΩ電阻R20，R4一端與U2的138腳相連，R4另一端分別與地線GND、R20一端相連，R20另一端與U2的48腳相連；內(nèi)置存儲部分采用W25Q64芯片U9，U9的1、2、5、6引腳與U2的73、75、76、74引腳對應(yīng)連接。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述BMS通訊部分采用TJA1050芯片U11，U11的1、4腳分別與U2的112、111腳對應(yīng)相連，U11的7、5腳與所述充電槍的BMS_A、BMS_B端口對應(yīng)連接；所述CAN通訊部分采用TJA1050芯片U4，U4的1、4腳分別與U2的104、103腳對應(yīng)連接，U4的7、5腳分別與電槍的通訊A、通訊B端口相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述接觸器驅(qū)動部分包括第一NPN三極管和第二NPN三極管，第一NPN三極管的基極通過第一電阻與U2的134腳相連，第一NPN三極管的發(fā)射極接地線GND，第一NPN三極管的集電極分別與繼電器K1線圈端一端、第一二極管陽極相連，K1線圈端另一端、第一二極管陰極均與電源+15V相連；第二NPN三極管的基極通過第二電阻與U2的135腳相連，第二NPN三極管的發(fā)射極接地線GND，第二NPN三極管的集電極分別與繼電器K2線圈端二端、第二二極管陽極相連，K2線圈端另二端、第二二極管陰極均與電源+15V相連；所述高壓電源模塊部分包括LM2576S-ADJ芯片U12，U12的1腳分別與電容C66正極、電源+15V相連，U12的3、5腳均與地線GND、二極管D1陽極、電容C101一端、電容C98負(fù)極相連，D1陰極分別與U12的2腳、電感L1一端相連，L1另一端分別與U12的4腳、+5V電源接線端子、C101另一端、電容C98正極相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述PWM驅(qū)動部分包括芯片2SD315AI U1、U3， U1的10腳通過電阻R10與U2的101腳相連，U1的6腳通過電阻R8與U2的100腳相連；U1的3腳通過電阻R1與光耦OP1輸入端陰極相連，OP1輸入端陽極與電源+15V相連，OP1輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP1輸出端發(fā)射極分別與U2的40腳、電阻R5一端相連，電阻R5另一端接地；U1的9腳通過電阻R9與光耦OP2輸入端陰極相連，OP2輸入端陽極與電源+15V相連，OP2輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP2輸出端發(fā)射極分別與U2的41腳、電阻R11一端相連，電阻R11另一端接地；U1的5、7腳接地，U1的4腳分別與電阻R2一端、電阻R6一端相連，R2另一端與電源+15V相連，R6另一端接地；U1的43、44腳均與PWM2控制信號輸出端相連，U1的38、39腳均與PWM2-控制信號輸出端相連，U1的31、32腳均與PWM1控制信號輸出端相連，U1的26、27腳均與Load控制信號輸出端相連；U1的36腳與二極管D21的陽極相連，D21的陰極與二極管D23的陽極相連，D23的陰極與保護(hù)采樣端V1相連，U1的24腳與二極管D27的陽極相連，D27的陰極與二極管D26的陽極相連，D26的陰極與保護(hù)采樣端V1相連；U1的1、2、13、14、15、16、17腳均與電源+15V相連；所述電源+15V分別與二極管Z1的陰極、電容C7一端、電容C8正極相連，C7另一端、C8負(fù)極、Z1的陽極均接地線GND。

U3的10腳通過電阻R19與U2的34腳相連；U3的3腳通過電阻R12與光耦OP3輸入端陰極相連，OP3輸入端陽極與電源+15V相連，OP3輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP3輸出端發(fā)射極分別與U2的42腳、電阻R15一端相連，電阻R15另一端接地；U3的9腳通過電阻R18與光耦OP4輸入端陰極相連，OP4輸入端陽極與電源+15V相連，OP4輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP4輸出端發(fā)射極分別與U2的43腳、電阻R21一端相連，電阻R21另一端接地；U3的5、7腳接地，U3的4腳分別與電阻R13一端、電阻R14一端相連，R13另一端與電源+15V相連，R14另一端接地；U3的43、44腳均與PA+控制信號輸出端相連，U3的38、39腳均與PA-控制信號輸出端相連，U3的31、32腳均與PB+控制信號輸出端相連，U3的26、27腳均與PB-控制信號輸出端相連；U3的36腳與二極管D2的陽極相連，D2的陰極與二極管D3的陽極相連，D3的陰極與保護(hù)采樣端VCC相連，U3的24腳與二極管D6的陽極相連，D6的陰極與二極管D4的陽極相連，D4的陰極與保護(hù)采樣端PA-相連；U3的1、2、13、14、15、16、17腳均與電源+15V相連；所述電源+15V分別與二極管Z2的陰極、電容C12一端、電容C13正極相連，C12另一端、C13負(fù)極、Z1的陽極均接地線GND。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述U1的41腳、U1的42腳、電容C2負(fù)極、電容C1一端相連，C2正極、U1的40腳、電阻R7一端相連，電阻R7另一端與第一發(fā)光二極管陽極相連，第一發(fā)光二極管陰極與U1的35腳相連，C1另一端與U1的36腳相連。

U1的29腳、U1的30腳、電容C16負(fù)極、電容C17一端相連，C16正極、U1的28腳、電阻R98一端相連，電阻R98另一端與第二發(fā)光二極管陽極相連，第二發(fā)光二極管陰極與U1的23腳相連，C17另一端與U1的24腳相連。

所述U3的41腳、U3的42腳、電容C10負(fù)極、電容C9一端相連，C10正極、U3的40腳、電阻R16一端相連，電阻R16另一端與第三發(fā)光二極管陽極相連，第三發(fā)光二極管陰極與U3的35腳相連，C9另一端與U3的36腳相連。

U3的29腳、U3的30腳、電容C14負(fù)極、電容C15一端相連，C14正極、U3的28腳、電阻R22一端相連，電阻R22另一端與第四發(fā)光二極管陽極相連，第四發(fā)光二極管陰極與U3的23腳相連，C15另一端與U3的24腳相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述充電功率部分包括三相工頻整流橋，三相工頻整流橋的輸入端與三相電源相連，三相工頻整流橋的輸出端正極依次通過電感L3、保險絲F1分別與可控硅模塊Q1正極、電容C29一端、電阻R33一端相連，Q1控制端通過電阻R23與變壓器T1原邊一端相連，T1原邊另一端分別與電阻R24一端、R26一端相連，R24另一端、R26另一端、Q1陰極端、電阻R29一端、電阻R31一端、電阻R32一端、電阻R30一端、電容C31正極、電容C32正極、電容C33正極、電容C34正極、電容C35一端、電容C36一端、IGBT模塊Q2集電極、電源VCC、電容C24一端、電容C25一端、電容C28一端相連，R29另一端、R31另一端、R32另一端、C29另一端、R33另一端相連，R30另一端、C31負(fù)極、C32負(fù)極、C33負(fù)極、C34負(fù)極、電阻R36一端、電容C38正極、電容C39正極、電容C40正極、電容C41正極相連，R36另一端、C38負(fù)極、C39負(fù)極、C40負(fù)極、C41負(fù)極、三相工頻整流橋的輸出端負(fù)極、地線GND2、電阻R37一端、穩(wěn)壓二極管D15陽極、IGBT模塊Q3發(fā)射極、電容C42一端、電容C43一端、電容C44一端、驅(qū)動信號輸入端PB-相連，C42另一端、電容C43另一端、電容C44另一端、C24另一端、電容C25另一端、電容C28另一端、T1第一副邊一端相連，T1第一副邊另一端、Q2發(fā)射極、Q3集電極、穩(wěn)壓管D10正極、電阻R28一端、驅(qū)動信號輸入端PA-相連，R28另一端、D10負(fù)極、Q2基極、電阻R27一端相連，R27另一端與驅(qū)動信號輸入端PA+相連；R37另一端、D15陰極、Q3基極、電阻R35一端相連，R35另一端與驅(qū)動信號輸入端PB+相連。

T1第二副邊一端分別與電容C37一端、二極管D11正極相連，C37另一端通過電阻R34分別與D11負(fù)極、電感L4一端、二極管D19負(fù)極、電阻R46一端相連，R46另一端通過電容C51分別與T1第三副邊一端、D19正極相連，T1第三副邊另一端分別與T1第二副邊另一端、電容C45負(fù)極、電容C46負(fù)極、電容C47負(fù)極、電容C48負(fù)極、地線GND1、第一電流傳感器輸入端負(fù)極相連，第一電流傳感器輸入端正極分別與端口V1、C45正極、C46正極、C47正極、C48正極、L4另一端相連，第一電流傳感器輸出端通過電阻R39分別與R40一端、穩(wěn)壓二極管D16陰極、檢測端ADC2相連，R40另一端、D16陽極、地線GND、第一電流傳感器接地端相連，第一電流傳感器電源端接+5V電源。

所述電源VCC與第二電流傳感器輸入端正極相連，第二電流傳感器輸入端負(fù)極接地線GND2，第二電流傳感器電源端接+5V電源，第二電流傳感器輸出端通過電阻R42分別與電阻R43一端、穩(wěn)壓二極管D17陰極端、檢測端ADC3相連， R43另一端、D17陽極端、第二電流傳感器接地端、接地線GND相連。

所述端口V1分別與所述第一電子開關(guān)MOS管Q5漏極、所述第二電子開關(guān)MOS管Q4漏極相連，Q5柵極分別與電阻R45一端、R47一端、穩(wěn)壓二極管D20陰極相連，R45另一端與驅(qū)動信號端口PWM1相連，R47另一端、D20陽極、Q5源極、所述第四電子開關(guān)接觸器K2第一開關(guān)一端、第一組蓄電池正極、驅(qū)動信號端口Load相連，K2第一開關(guān)另一端與檢測端口moto相連，所述第四電子開關(guān)接觸器K2第二開關(guān)一端與檢測端口FB2相連，K2第二開關(guān)另一端與+15V電源相連。

Q4柵極分別與電阻R41一端、R44一端、穩(wěn)壓二極管D18陰極相連，R41另一端與驅(qū)動信號端口PWM2相連，R44另一端、D18陽極、Q4源極、所述第三電子開關(guān)接觸器K1第一開關(guān)一端、第二組蓄電池正極、驅(qū)動信號端口PWM2-相連，K1第一開關(guān)另一端與檢測端口moto相連，所述第三電子開關(guān)接觸器K1第二開關(guān)一端與檢測端口FB1相連，K1第二開關(guān)另一端與+15V電源相連。

所述第一組蓄電池負(fù)極、第二組蓄電池負(fù)極、第三電流傳感器輸入端正極相連，第三電流傳感器輸入端負(fù)極與地線GND1相連，第三電流傳感器接地端與地線GND相連， 第三電流傳感器電源端接+5V電源，第三電流傳感器輸出端分別與電容C52一端、電阻R48一端相連，C52另一端分別與電阻R49一端、穩(wěn)壓二極管D22陽極、地線GND相連，R48另一端分別與檢測端ADC1、R49另一端、D22陰極相連。

所述檢測端ADC1、ADC2、ADC3分別與U2的35、36、37引腳對應(yīng)連接。

其次，本發(fā)明所述三相工頻整流橋的輸出端正極依次通過電感L3、保險絲F1、二極管D5分別與可控硅模塊Q1正極、電容C29一端、電阻R33一端相連。

另外，本發(fā)明所述C42另一端、電容C43另一端、電容C44另一端、C24另一端、電容C25另一端、電容C28另一端、電容C30一端相連，電容C30另一端與所述T1第一副邊一端相連；所述L3采用10mH電感，R23、R24采用1K電阻。

本發(fā)明有益效果。

本發(fā)明采用在不改變儲能系統(tǒng)總?cè)萘康幕A(chǔ)上，采用把單體一分為二，按相同1/2單元容量分為兩組相互串聯(lián)，共計兩串儲能系統(tǒng)。每串子系統(tǒng)由電壓等級與現(xiàn)有電壓等級相同，如圖1，原儲能系統(tǒng)按原理圖，n個C_o/U_o Ah容量儲能單元串聯(lián)，電壓為U_n，容量為 C_o/U_n=nU_o

本發(fā)明系統(tǒng)技術(shù)的原理圖如圖2,所示，將n個C_o/U_o單體儲能單元，變成2n個C_o/2U_o單體單元平分為兩串進(jìn)行串聯(lián)，每串電壓均為nU_o，容量為。

普通儲能系統(tǒng)可以是n個單體電池容量C0/U0串聯(lián)而成nC0，也可以是2n、3n單體電池組成的儲能系統(tǒng)如圖1，相對應(yīng)新技術(shù)的儲能單元將依次變?yōu)?n個串，新技術(shù)單體容量變?yōu)槠胀▎误w容量，如圖2所示。兩種技術(shù)蓄電池體積容量基本保持不變，僅僅將普通技術(shù)的儲能蓄電池每個單體變成新技術(shù)體系下的兩個單體，本發(fā)明的蓄電池單體容量變?yōu)樵瓉淼囊话耄潆妷翰蛔儭?/p>

本發(fā)明體系儲能串變?yōu)?×n個串，而各串總電壓值等于普通儲能系統(tǒng)未分體前的總電壓nU0。

普通充電技術(shù)反由一個執(zhí)行開關(guān)去按照儲能蓄電池狀態(tài)（電壓、容量、電流、溫度）通過控制電路控制充電開關(guān)的充電時間和頻率，即充電波形為PWM脈沖直流、脈寬、頻率均可以通過儲能系統(tǒng)各種傳感器進(jìn)行有效控制，充電波形與普通充電樁充電波形如圖4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7所示。

波形脈寬和頻率均是可調(diào)的并按照儲能系統(tǒng)狀態(tài)有規(guī)律進(jìn)行調(diào)制，整個儲能系統(tǒng)充電過程如果是T時間完成，但是T/2 時間，充電樁在休息，也就是僅有T/2時間在有效工作，造成充電樁與被充電電動汽車資源和時間浪費。

本發(fā)明通過雙充電執(zhí)行開關(guān)代替普通充電樁執(zhí)行充電開關(guān)，通過普通單體儲能單元一分為二物理聯(lián)接法，用兩個充電開關(guān)交替有規(guī)律地為兩串儲能電池同時互不充電，充電波形為兩串充電波形通過同一CPU進(jìn)行均衡控制，使兩串PMM波形互補，整個充電樁為全時充電T過程中均處于工作狀態(tài)，把充電時間加快了一倍，電力資源利用效率提高了一倍。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1是現(xiàn)有新能源汽車蓄電池結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明新能源汽車蓄電池結(jié)構(gòu)圖。

圖3-1、3-2、3-3、3-4、3-5是現(xiàn)有充電控制與本發(fā)明充電控制對比圖。

圖4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7是現(xiàn)有充電樁充電波形與本發(fā)明充電樁充電波形對比圖。

圖5是本發(fā)明控制原理框圖。

圖6-1、6-2、6-3、6-4是本發(fā)明電路原理圖。

圖1、2中，1為電動機(jī)、2為控制器、3為蓄電池、4為發(fā)電機(jī)、5為發(fā)動機(jī)、6為行星齒輪機(jī)構(gòu)。

具體實施方式

如圖所示，本發(fā)明包括電源、第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)、DSP、第一蓄電池、第二蓄電池和電動機(jī)負(fù)載，其結(jié)構(gòu)要點第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)的輸入端口均與電源正極端相連；第一電子開關(guān)的輸出端分別與第一蓄電池正極端、第三電子開關(guān)的輸入端口相連，第二電子開關(guān)的輸出端分別與第二蓄電池正極端、第四電子開關(guān)的輸入端口相連，第一蓄電池負(fù)極端、第二蓄電池負(fù)極端、電動機(jī)負(fù)載負(fù)極端、電源負(fù)極端相連；第三電子開關(guān)的輸入端口、第四電子開關(guān)的輸入端口、電動機(jī)負(fù)載正極端相連；DSP控制信號輸出端口分別與第一電子開關(guān)的控制端口、第二電子開關(guān)的控制端口、第三電子開關(guān)的控制端口、第四電子開關(guān)的控制端口相連。

所述第一蓄電池和第二蓄電池的電容、電壓均相同，DSP通過傳感器識別充電指令，控制斷開第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)同時，同步控制第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)交替按照相同頻率和幅度對稱互補地為第一蓄電池和第二蓄電池充電。

DSP通過傳感器檢測汽車斷開充電準(zhǔn)備及啟動車子行駛信號，閉合第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)。

所述DSP采用ARM處理器，ARM處理器端口分別與程序下載接口、重新啟動設(shè)置部分端口、啟動方式設(shè)置部分端口、內(nèi)置存儲部分端、接觸器驅(qū)動部分端口、PWM驅(qū)動部分端口、充電功率部分端口、CAN通訊部分端口、高壓電源模塊部分端口、BMS通訊部分端口相連，接觸器驅(qū)動部分輸出端口、PWM驅(qū)動部分輸出端口分別與、充電功率部分控制信號輸入端口相連；BMS通訊部分信號傳輸端口與充電槍信號傳輸端口相連。

所述ARM處理器采用STM32F103ZET6芯片U2，所述啟動方式設(shè)置部分包括100KΩ電阻R4和100KΩ電阻R20，R4一端與U2的138腳相連，R4另一端分別與地線GND、R20一端相連，R20另一端與U2的48腳相連；內(nèi)置存儲部分采用W25Q64芯片U9，U9的1、2、5、6引腳與U2的73、75、76、74引腳對應(yīng)連接。

所述BMS通訊部分采用TJA1050芯片U11，U11的1、4腳分別與U2的112、111腳對應(yīng)相連，U11的7、5腳與所述充電槍的BMS_A、BMS_B端口對應(yīng)連接；所述CAN通訊部分采用TJA1050芯片U4，U4的1、4腳分別與U2的104、103腳對應(yīng)連接，U4的7、5腳分別與電槍的通訊A、通訊B端口相連。

所述接觸器驅(qū)動部分包括第一NPN三極管和第二NPN三極管，第一NPN三極管的基極通過第一電阻與U2的134腳相連，第一NPN三極管的發(fā)射極接地線GND，第一NPN三極管的集電極分別與繼電器K1線圈端一端、第一二極管陽極相連，K1線圈端另一端、第一二極管陰極均與電源+15V相連；第二NPN三極管的基極通過第二電阻與U2的135腳相連，第二NPN三極管的發(fā)射極接地線GND，第二NPN三極管的集電極分別與繼電器K2線圈端二端、第二二極管陽極相連，K2線圈端另二端、第二二極管陰極均與電源+15V相連；所述高壓電源模塊部分包括LM2576S-ADJ芯片U12，U12的1腳分別與電容C66正極、電源+15V相連，U12的3、5腳均與地線GND、二極管D1陽極、電容C101一端、電容C98負(fù)極相連，D1陰極分別與U12的2腳、電感L1一端相連，L1另一端分別與U12的4腳、+5V電源接線端子、C101另一端、電容C98正極相連。

所述PWM驅(qū)動部分包括芯片2SD315AI U1、U3， U1的10腳通過電阻R10與U2的101腳相連，U1的6腳通過電阻R8與U2的100腳相連；U1的3腳通過電阻R1與光耦OP1輸入端陰極相連，OP1輸入端陽極與電源+15V相連，OP1輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP1輸出端發(fā)射極分別與U2的40腳、電阻R5一端相連，電阻R5另一端接地；U1的9腳通過電阻R9與光耦OP2輸入端陰極相連，OP2輸入端陽極與電源+15V相連，OP2輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP2輸出端發(fā)射極分別與U2的41腳、電阻R11一端相連，電阻R11另一端接地；U1的5、7腳接地，U1的4腳分別與電阻R2一端、電阻R6一端相連，R2另一端與電源+15V相連，R6另一端接地；U1的43、44腳均與PWM2控制信號輸出端相連，U1的38、39腳均與PWM2-控制信號輸出端相連，U1的31、32腳均與PWM1控制信號輸出端相連，U1的26、27腳均與Load控制信號輸出端相連；U1的36腳與二極管D21的陽極相連，D21的陰極與二極管D23的陽極相連，D23的陰極與保護(hù)采樣端V1相連，U1的24腳與二極管D27的陽極相連，D27的陰極與二極管D26的陽極相連，D26的陰極與保護(hù)采樣端V1相連；U1的1、2、13、14、15、16、17腳均與電源+15V相連；所述電源+15V分別與二極管Z1的陰極、電容C7一端、電容C8正極相連，C7另一端、C8負(fù)極、Z1的陽極均接地線GND。

U3的10腳通過電阻R19與U2的34腳相連；U3的3腳通過電阻R12與光耦OP3輸入端陰極相連，OP3輸入端陽極與電源+15V相連，OP3輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP3輸出端發(fā)射極分別與U2的42腳、電阻R15一端相連，電阻R15另一端接地；U3的9腳通過電阻R18與光耦OP4輸入端陰極相連，OP4輸入端陽極與電源+15V相連，OP4輸出端集電極與電源+3.3V相連，OP4輸出端發(fā)射極分別與U2的43腳、電阻R21一端相連，電阻R21另一端接地；U3的5、7腳接地，U3的4腳分別與電阻R13一端、電阻R14一端相連，R13另一端與電源+15V相連，R14另一端接地；U3的43、44腳均與PA+控制信號輸出端相連，U3的38、39腳均與PA-控制信號輸出端相連，U3的31、32腳均與PB+控制信號輸出端相連，U3的26、27腳均與PB-控制信號輸出端相連；U3的36腳與二極管D2的陽極相連，D2的陰極與二極管D3的陽極相連，D3的陰極與保護(hù)采樣端VCC相連，U3的24腳與二極管D6的陽極相連，D6的陰極與二極管D4的陽極相連，D4的陰極與保護(hù)采樣端PA-相連；U3的1、2、13、14、15、16、17腳均與電源+15V相連；所述電源+15V分別與二極管Z2的陰極、電容C12一端、電容C13正極相連，C12另一端、C13負(fù)極、Z1的陽極均接地線GND。

所述U1的41腳、U1的42腳、電容C2負(fù)極、電容C1一端相連，C2正極、U1的40腳、電阻R7一端相連，電阻R7另一端與第一發(fā)光二極管陽極相連，第一發(fā)光二極管陰極與U1的35腳相連，C1另一端與U1的36腳相連。

U1的29腳、U1的30腳、電容C16負(fù)極、電容C17一端相連，C16正極、U1的28腳、電阻R98一端相連，電阻R98另一端與第二發(fā)光二極管陽極相連，第二發(fā)光二極管陰極與U1的23腳相連，C17另一端與U1的24腳相連。

所述U3的41腳、U3的42腳、電容C10負(fù)極、電容C9一端相連，C10正極、U3的40腳、電阻R16一端相連，電阻R16另一端與第三發(fā)光二極管陽極相連，第三發(fā)光二極管陰極與U3的35腳相連，C9另一端與U3的36腳相連。

U3的29腳、U3的30腳、電容C14負(fù)極、電容C15一端相連，C14正極、U3的28腳、電阻R22一端相連，電阻R22另一端與第四發(fā)光二極管陽極相連，第四發(fā)光二極管陰極與U3的23腳相連，C15另一端與U3的24腳相連。

本發(fā)明PWM驅(qū)動部分擁有絕對大的IGBT模塊驅(qū)動功率，±15A可驅(qū)動1700V800A以下任何IGBT模塊，雙路輸出占空比0-100%。

本發(fā)明PWM驅(qū)動部分采用2SD315AIU1芯片，2SD315AI芯片內(nèi)部具有隔離電源模塊部署，只需提供15V供電即可。另外，2SD315AI芯片每一路通道輸出端都具有可編程的IBGT導(dǎo)通壓降監(jiān)測電路，當(dāng)其中一路或兩路驅(qū)動側(cè)IGBT器件出現(xiàn)短路或者過流現(xiàn)象時，監(jiān)測電路便發(fā)出信號將兩組IGBT及時關(guān)斷。

所述充電功率部分包括三相工頻整流橋，三相工頻整流橋的輸入端與三相電源相連，三相工頻整流橋的輸出端正極依次通過電感L3、保險絲F1分別與可控硅模塊Q1正極、電容C29一端、電阻R33一端相連，Q1控制端通過電阻R23與變壓器T1原邊一端相連，T1原邊另一端分別與電阻R24一端、R26一端相連，R24另一端、R26另一端、Q1陰極端、電阻R29一端、電阻R31一端、電阻R32一端、電阻R30一端、電容C31正極、電容C32正極、電容C33正極、電容C34正極、電容C35一端、電容C36一端、IGBT模塊Q2集電極、電源VCC、電容C24一端、電容C25一端、電容C28一端相連，R29另一端、R31另一端、R32另一端、C29另一端、R33另一端相連，R30另一端、C31負(fù)極、C32負(fù)極、C33負(fù)極、C34負(fù)極、電阻R36一端、電容C38正極、電容C39正極、電容C40正極、電容C41正極相連，R36另一端、C38負(fù)極、C39負(fù)極、C40負(fù)極、C41負(fù)極、三相工頻整流橋的輸出端負(fù)極、地線GND2、電阻R37一端、穩(wěn)壓二極管D15陽極、IGBT模塊Q3發(fā)射極、電容C42一端、電容C43一端、電容C44一端、驅(qū)動信號輸入端PB-相連，C42另一端、電容C43另一端、電容C44另一端、C24另一端、電容C25另一端、電容C28另一端、T1第一副邊一端相連，T1第一副邊另一端、Q2發(fā)射極、Q3集電極、穩(wěn)壓管D10正極、電阻R28一端、驅(qū)動信號輸入端PA-相連，R28另一端、D10負(fù)極、Q2基極、電阻R27一端相連，R27另一端與驅(qū)動信號輸入端PA+相連；R37另一端、D15陰極、Q3基極、電阻R35一端相連，R35另一端與驅(qū)動信號輸入端PB+相連。

T1第二副邊一端分別與電容C37一端、二極管D11正極相連，C37另一端通過電阻R34分別與D11負(fù)極、電感L4一端、二極管D19負(fù)極、電阻R46一端相連，R46另一端通過電容C51分別與T1第三副邊一端、D19正極相連，T1第三副邊另一端分別與T1第二副邊另一端、電容C45負(fù)極、電容C46負(fù)極、電容C47負(fù)極、電容C48負(fù)極、地線GND1、第一電流傳感器輸入端負(fù)極相連，第一電流傳感器輸入端正極分別與端口V1、C45正極、C46正極、C47正極、C48正極、L4另一端相連，第一電流傳感器輸出端通過電阻R39分別與R40一端、穩(wěn)壓二極管D16陰極、檢測端ADC2相連，R40另一端、D16陽極、地線GND、第一電流傳感器接地端相連，第一電流傳感器電源端接+5V電源。

所述電源VCC與第二電流傳感器輸入端正極相連，第二電流傳感器輸入端負(fù)極接地線GND2，第二電流傳感器電源端接+5V電源，第二電流傳感器輸出端通過電阻R42分別與電阻R43一端、穩(wěn)壓二極管D17陰極端、檢測端ADC3相連， R43另一端、D17陽極端、第二電流傳感器接地端、接地線GND相連。

所述端口V1分別與所述第一電子開關(guān)MOS管Q5漏極、所述第二電子開關(guān)MOS管Q4漏極相連，Q5柵極分別與電阻R45一端、R47一端、穩(wěn)壓二極管D20陰極相連，R45另一端與驅(qū)動信號端口PWM1相連，R47另一端、D20陽極、Q5源極、所述第四電子開關(guān)接觸器K2第一開關(guān)一端、第一組蓄電池正極、驅(qū)動信號端口Load相連，K2第一開關(guān)另一端與檢測端口moto相連，所述第四電子開關(guān)接觸器K2第二開關(guān)一端與檢測端口FB2相連，K2第二開關(guān)另一端與+15V電源相連。

Q4柵極分別與電阻R41一端、R44一端、穩(wěn)壓二極管D18陰極相連，R41另一端與驅(qū)動信號端口PWM2相連，R44另一端、D18陽極、Q4源極、所述第三電子開關(guān)接觸器K1第一開關(guān)一端、第二組蓄電池正極、驅(qū)動信號端口PWM2-相連，K1第一開關(guān)另一端與檢測端口moto相連，所述第三電子開關(guān)接觸器K1第二開關(guān)一端與檢測端口FB1相連，K1第二開關(guān)另一端與+15V電源相連。

所述第一組蓄電池負(fù)極、第二組蓄電池負(fù)極、第三電流傳感器輸入端正極相連，第三電流傳感器輸入端負(fù)極與地線GND1相連，第三電流傳感器接地端與地線GND相連， 第三電流傳感器電源端接+5V電源，第三電流傳感器輸出端分別與電容C52一端、電阻R48一端相連，C52另一端分別與電阻R49一端、穩(wěn)壓二極管D22陽極、地線GND相連，R48另一端分別與檢測端ADC1、R49另一端、D22陰極相連。

所述檢測端ADC1、ADC2、ADC3分別與U2的35、36、37引腳對應(yīng)連接。

所述三相工頻整流橋的輸出端正極依次通過電感L3、保險絲F1、二極管D5分別與可控硅模塊Q1正極、電容C29一端、電阻R33一端相連。

所述C42另一端、電容C43另一端、電容C44另一端、C24另一端、電容C25另一端、電容C28另一端、電容C30一端相連，電容C30另一端與所述T1第一副邊一端相連；所述L3采用10mH電感，R23、R24采用1K電阻。

本發(fā)明充電功率部分變壓器T1將輸入三相電轉(zhuǎn)換成三段式充電輸出，通過ADC1、ADC2、ADC3便于對蓄電池組充電狀態(tài)進(jìn)行檢測。

本發(fā)明充電功率部分通過K1、K2，協(xié)調(diào)蓄電池組的串并轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)雙蓄電池串的PWM波形互補高效充電；提升充電效率、縮短充電時間。

本發(fā)明可集成在在新能源汽車自帶的充電系統(tǒng)里。當(dāng)帶有等電壓分為對稱兩組容量串的儲能系統(tǒng)的新能源汽車停車進(jìn)行充電式時，通過相應(yīng)傳感器識別并通知DSP發(fā)出控制指令，在斷開第三、四電子開關(guān)的同時，通過同步控制第一、二電子開關(guān)分別交替按照相同頻率和幅度對稱互補地p1=f1(t)、 p2=f2(t)為兩組儲能蓄電池串充電，總的蓄電池組充電效果為p=f(t)?？偟某潆娖陂g蓄電池組充電效率相當(dāng)于提高了一倍。

第三、四電子開關(guān)同樣在相應(yīng)傳感器及DSP控制下，在新能源汽車斷開充電準(zhǔn)備進(jìn)行啟動車子行駛時自動開通，將兩組相同串聯(lián)個數(shù)的蓄電池組合二為一并聯(lián)為一組（總?cè)萘繛橐淮畠δ苋萘康亩叮樨?fù)載（新能源汽車電動機(jī)）提供動力進(jìn)行行駛。本發(fā)明系統(tǒng)中的DSP是在一系列電源提供工作電源的前提下，通過系列傳感器完成在新能源汽車停車充電時自動識別發(fā)出控制第一、二電子開關(guān)協(xié)調(diào)有序的為分組兩串的蓄電池串互補高效充電技術(shù)。同時在新能源汽車完成充電時通過相應(yīng)傳感器自動識別斷開第一、二電子開關(guān)，同時自動接通第三、四電子開關(guān)，實現(xiàn)兩串蓄電池組自動并聯(lián)為新能源汽車電動機(jī)（負(fù)載）提供動力能源。

圖6為本發(fā)明實施電路原理圖。

1.程序下載接口：用于ARM處理器下載程序。

2.重新啟動設(shè)置：用于手動重新啟動單片機(jī)。

3.啟動方式設(shè)置：STM32芯片有兩個管腳BOOT0和BOOT1，這兩個管腳在芯片復(fù)位時的電平?jīng)Q定了芯片復(fù)位后從哪個區(qū)域開始執(zhí)行程序。

4.內(nèi)置存儲部分：用于儲存相關(guān)數(shù)據(jù)。

5.ARM處理器：處理器STM32F103ZET6，作為系統(tǒng)CPU指揮和協(xié)調(diào)各個分支系統(tǒng)的工作。

6.接觸器驅(qū)動：驅(qū)動電池組串并轉(zhuǎn)換的接觸器。按照車子的行駛和停車充電狀態(tài)實現(xiàn)蓄電池組的二合一或一分為二進(jìn)行高效充電做準(zhǔn)備。

7.PWM驅(qū)動部分。

使用2SD315AI驅(qū)動芯片，對處理器輸出的信號進(jìn)行功率放大，用于推動功率管工作。根據(jù)蓄電池狀態(tài)調(diào)整PWM頻率和幅值實現(xiàn)安全高效快速充電的工作任務(wù)。

8.充電功率部分：該電路的上半部分負(fù)責(zé)將輸入部分單相、三相市電或其他能源輸入轉(zhuǎn)換成三段式充電輸出。市電經(jīng)過D7、D8、D9、D1、2D、13、D14組成的三相工頻整流橋（小功率由單相整流橋完成），將市電正弦交流電整流成脈動波，再經(jīng)過C31、C32、C33、C34、C36、C38、C39、C40組成的濾波電路，將脈動波轉(zhuǎn)換為饅頭波，饅頭波的峰值與谷值與濾波電路中電容的容量及ESR串聯(lián)等效電阻有關(guān)，一般選取為峰值谷值差小于30V。D5與Q1為可控硅模塊，D5用與防反接作用，Q1用與啟動防止濾波電路的充電浪涌，在啟動的瞬間濾波電路的充電通路因為可控硅Q1未開通，而由R29、R31、R32、R33限流電阻組成，當(dāng)主變壓器啟動后開通Q1，短路限流電阻電路，完成防浪涌功能。Q2Q3為IGBT模塊，與Q2Q3的橋臂電容C24、C25、C28、C42、C43、C44組成半橋拓?fù)涞墓β首儞Q電路其中C35、C36為EACO大功率IGBT吸收薄膜，用與濾除寄生在IGBT的結(jié)電容和變壓器T1的漏感產(chǎn)生的震蕩，防止較高的震蕩峰值擊穿IGBT，C30為半橋電路的隔直電容，防止半橋電路在工作中出現(xiàn)偏磁燒毀IGBT模塊。

T1為主功率變換器，起到電壓變換及隔離作用，可起到前段市電供電電網(wǎng)遇到突發(fā)情況與高壓或雷擊，可保護(hù)電動汽車及人員不受其電擊的危險。

D11及D19由快速導(dǎo)通二極管模塊組成全波整流電路，C37、R34和C51、R46為D11、D19吸收二極管，用以吸收快速二極管與T1漏感的震蕩，L4和C45、C46、C47、C48組成LC濾波電路，將全波整流電路輸出的PWM波形整流濾波成直流用與對蓄電池組充電。

ADC1用與采集蓄電池的充電電流信號。

ADC2用與采集蓄電池組的電壓。

ADC3用與采集輸入電路的電壓。

ARM處理器根據(jù)ADC1-ADC3所采集的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前蓄電池組的狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)計算出此狀態(tài)下的占空比（當(dāng)檢測蓄電池組電壓，處在恒流充電狀態(tài)下，ARM利用ADC1采集充電電流信號，將電流限制在指定值此值根據(jù)ARM處理器與蓄電池組的BMS通訊確定，當(dāng)恒流值高于標(biāo)準(zhǔn)值時，ARM處理器將降低占空比的值用以降低充電電流達(dá)到恒流的目的，恒流值低于標(biāo)準(zhǔn)值則相反。在恒壓充電模式時與恒流充電狀態(tài)相同僅ARM處理利用ADC2采集蓄電池組電壓，而根據(jù)電壓計算占空比值得大小。在涓流充電模式中，利用ARM處理內(nèi)部的定時器，根據(jù)定時器啟動定時控制對蓄電池組進(jìn)行涓流充電模式。），并將此占空比信號輸出至驅(qū)動電路，驅(qū)動電路將信號放大，由PA+、PA-、PB+、PB-驅(qū)動IGBT模塊。

下半部分負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)蓄電池組的串并轉(zhuǎn)換并實現(xiàn)雙蓄電池串的PWM波形互補高效充電。實現(xiàn)本技術(shù)的提升普通新能源汽車的（33—50）%充電效率的高效充電或者縮短新能源汽車的普通充電（1/3-1/2）充電時間的快速充電。三段式充電技術(shù)：首先通過（電路或器件）將通用的單相或三相交流電轉(zhuǎn)化成三段式充電所需要的直流電壓，通過蓄電池組里的傳感器（ADC2）監(jiān)測到蓄電池的狀態(tài)，當(dāng)蓄電池處于過放狀態(tài)時，通過（上半部分半橋變換器）首先對蓄電池組進(jìn)行預(yù)充電此時蓄電池可以不分組（充電電流幅值為額定充電電流的1/5—1/10，預(yù)充電時間可以在程序中預(yù)置0—20分可調(diào)，默認(rèn)值為2分鐘），完成預(yù)充電后，控制系統(tǒng)通過（接觸器K1和接觸器K2進(jìn)入分?jǐn)酄顟B(tài)，而利用Q5、Q4IGBT模塊）轉(zhuǎn)入對蓄電池分組快速PWM互補大電流充電，充電電流為額定充電電流1—2倍，具體PWM幅值和頻率根據(jù)蓄電池中的傳感器進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制，保證安全快速高效充電效果。在蓄電池充滿后，控制系統(tǒng)進(jìn)入涓流維護(hù)充電（充電電流為額定充電電流1/10—1/20,時間取決于充電槍的斷開時間）。另一種情況，當(dāng)檢測到蓄電池處于缺電但沒有達(dá)到過放點時，控制系統(tǒng)直接進(jìn)入蓄電池分組快速PWM互補大電流充電狀態(tài)，達(dá)到充滿電狀態(tài)后進(jìn)入涓流維護(hù)充電狀態(tài)，參數(shù)控制如上所述。

9.CAN通訊：對車載屏幕和充電樁進(jìn)行通訊。

10.高壓電源模塊：將輸入電源轉(zhuǎn)換為各級別的低壓給低壓模塊供電。

11.充電槍：即新能源汽車通用標(biāo)準(zhǔn)充電接頭，最終輸出端。

12.防浪涌：防止輸入三相電力輸入端大容量濾波電容的充電沖擊給電網(wǎng)帶來沖擊。

13.電壓采集ADC3：采集輸入端電壓判斷充電槍的接入。

14.電壓采集ADC2：采集三段式充電輸出電壓。

15.電壓采集ADC1：采集充電電流。

本發(fā)明預(yù)留新能源汽車BMS通用接口，實現(xiàn)與各種BMS模組通訊及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對接。實現(xiàn)本技術(shù)的高效快速充電技術(shù)的前提下對蓄電池精細(xì)化管理控制技術(shù)。確保安全可靠的前提下延遲蓄電池使用壽命。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。