传统的燃油汽车给人们的出行带来了很大的方便,但是燃油汽车消耗了有限的石油资源,同时排放了大量的尾气,导致环境污染和能源危机一步步加重,对人类的生存造成了严重影响。在环境和能源问题的双重压力下,保持汽车产业有续的发展,研发清洁、环保的电动汽车成为大势所趋。但是电动汽车发展的主要难点是电池的快速充电问题,本文的主要内容就是研究高效快速的电动汽车直流充电系统,对汽车行业的发展具有重要意义。论文首先在对国内外现阶段电动汽车研究和发展现状分析基础下,论述了磷酸铁锂电池的结构、工作原理、电池模型以及锂电池常用的充电方法、停充方法、影响充电因素,通过比较传统的充电方法,研究了改进的三阶段充电方法,其充电过程中的停歇与负脉冲能够有效减少锂电池在充电时产生的极化反应。其次,论文对充电系统进行了整体设计,确定了主充电电路,并且详细分析了输入整流滤波、拓扑结构、高频变压器、输出整流滤波的设计方法。论文为实现电池负脉冲充电,设计了放电去极化回路,同时论文设计了以STM32F767为核心的硬件系统,对复位模块、电源模块、串口、通信电路等进行了详细设计。论文还设计了锂电池参数的监测电路,实时监测锂电池的内部温度、电流、电压。论文对软件部分进行设计,主要包括主程序、监测程序等。论文最后搭建了实验系统,并且设计了上位机管理系统,能够对充电系统的各项参数进行监控。通过电池的实际充电效果来验证改进的三阶段充电方法的可行性。实验结果表明,该方法可以缩短充电时间,提高充电效率。