中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1003-8639（2025）06-0019-02

Research on Energy Balance and Stability of Charging System for New Energy Vehicles*

Hu Liang，Lv jie（BeihaiVocational College，Beihai 536Ooo，China）

【Abstract】With the global energy transitionand the promotion of the \"dual carbon\"strategy，the optimizationof electricvehiclecharging technology has becomeoneof thecoreisues in thedevelopment of thenew energy vehicle industry.This paper proposesahardwarecontrolarchitecturebasedonavoltage divider circuit，multi-stagecomparator， and RSflip-floptoaddress thehighcomplexityand highcostof traditionalcharging systems thatrelyonmicrocontrolers and power managementchips.Theaim is toachieveenergybalanceandstabilityduring thecharging process.Through the dynamicthreshold adjustment mechanismand fault-tolerant design of bistable triggers，the system can complete multilevel voltage detectionand charging mode switching without software dependency，reducing hardware costsby more than （204号 50% .Experimental verification shows thatthe design meets the designrequirements in terms of voltage divisionaccuracy （20 （±1%） ，comparatorresponse time（lt;1ms），andanti-interference ability，providing technical support forthe popularization and safety improvement of charging infrastructure.

【Key words】 electric vehicle charging system；energy balance；distributed control

1系统设计

作为电动汽车的核心部件，动力电池的性能与寿命直接决定了整车的续航能力与可靠性。然而，电池管理系统（Battery Management System，BMS）中充电控制电路的复杂性与成本问题，始终是制约其大规模应用的技术瓶颈之一。本研究提出一种基于纯硬件电路的分布式控制方案，通过分压电路生成多级基准电压，结合比较器与RS触发器实现动态阈值调节与状态切换。该方案摒弃了对传统微控制单元（MicrocontrollerUnit，MCU）依赖，以简化电路结构为核心目标，同时通过冗余设计与抗干扰优化提升系统可靠性。研究的意义在于： ① 降低充电桩制造成本，助力基础设施普及； ② 通过多级电压检测与动态控制策略提升充电安全性； ③ 适配多样化电池模块需求，增强通用性。

1.1 整体架构

系统由分压电路、比较电路、RS触发器及开关电路四部分组成。整流桥输出经分压电路生成5.54V、5.25V、5.15V三级基准信号，分别输入至3个比较器的反相端；电池电压信号接入比较器同相端。比较结果经RS触发器锁存后驱动开关电路，控制充电电流模式。

1.2核心模块设计

1.2.1 分压电路

将整流桥输出的高压直流（30V）分压为三级低电压基准信号（5.54V、5.25V、5.15V），供比较电路使用。

1）拓扑结构。由精密电阻R107、R108、R109、R110串联构成分压网络。

2）分压节点。节点A（R107-R108）输出 5.54V 用于过压保护阈值（对应第一比较器U2a）。节点B（R108-R109）输出5.25V，用于大电流切换阀值（对应第二比较器U2b）。节点C（R109-R110）输出5.15V，用于涓流充电阈值（对应第三比较器U2c）。

3）抗干扰设计。在分压输出端并联滤波电容（C101＼～C103，容值 0.1μF ，抑制高频噪声。……