新能源电动汽车解决了能源紧缺和污染排放等问题,但在快节奏生活的今天,电动汽车充电技术的发展严重制约其发展。常规的小电流恒流充电会导致充电时间很长,为了减少充电时间,通常采用直流大电流方式对电动汽车进行充电。但恒定大电流充电的过程中会因气体析出产生极化现象,对锂电池的寿命造成极大的损伤。针对以上的问题,设计一种快速、高效、无损的锂电池快速充电控制系统具有重要的意义。本文提出采用大功率三电平LLC谐振电路为主电路拓扑,基于马斯三定律基础上,设计一种变脉宽正脉冲充电的控制方法,其拥有充电速度快、效率高、无电池极化等优势,解决了电动汽车无损快速充电的需求。具体研究内容如下:首先分析了马斯三定律的主要内容,并分析了电池在充电过程中因产生气体造成的极化现象以及消除极化现象的方法,通过对传统恒流、恒压、三段式充电法以及常规的快速充电方法对电池充电影响的分析,结合快速充电的要求提出了变脉宽正脉冲充电的控制方法。从理论上分析可知,该方法在加快充电速度的同时,能通过停充时间以及变化的充电时间控制较好的抑制极化现象的产生。而后针对直流充电桩后级DC/DC变换器在快速充电时的控制系统进行了研究。根据所设计的充电方法选择了半桥三电平LLC谐振变换器作为主电路拓扑,该拓扑具有原边侧开关管电压应力小、输出功率范围宽以及纹波电流较小等优点,满足大功率的要求。为解决谐振变换器采用调频控制时电压可调范围较小的问题,采用变频和移相相结合的混合控制策略,并分别对变频和移相控制下的三电平变换器进行建模,利用基波分析法进行特性分析。为了实现恒流恒压的稳定输出,设计了电流电压双闭环控制器。接着,在Matlab-Simulink中搭建控制器模块、移相角处理模块、pulse模块、电压外环和电流内环模块以及PI控制器这几个模块所组成的充电系统模型,将所提出的快速充电方法与PI算法相结合进行仿真,将仿真结果与恒流充电方法进行了对比分析,验证了所提出的以三电平谐振变换器为主电路拓扑实现变脉宽正脉冲充电法的正确性以及有效性。最后,研制了三电平谐振变换器的实验平台,给出了主电路器件的选型,参数的计算以及硬件电路和软件进行了设计。利用TMS320F28335型DSP与上位机实现了电池的充电管理,DSP与上位机通过串口进行数据交换。并针对其硬件电路以及软件进行了设计。