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这是适用于目前工业用动力电池的传统充电方法。工业上厂内车辆的电池组一般都是连接到这种类型的充电器上。

动力电池的传统充电方法是通过使用夹具或低压连接器将外部充电器与电池直接连接。在20世纪初，第一款电动汽车也正是采用了这种方法来实现充电的，并且直至今天仍然是厂内自用货车及其他工程车辆充电的首选。

对于城市电动汽车，我们更希望用车载充电器，它可通过任意可以度量电量的电表和带功能保护的插座取电，如图6-1所示。

对于顾客来说，这种解决方案的便利性在很大程度上弥补了该方案增加了车辆重量和提高了购车成本的缺点。此外，该充电器与电池是高度兼容的。如果有了这类充电器，那么原有的电动车外部充电器将会被更大、更重的快速充电设备所取代。

这种类型的充电器受到的主要制约因素如下:

2）工作电网和电池之间的绝缘。

3）吸收电流的形态。

4）民用插座（已标准化处理的）。

5）民用插座墙上取电可用的最大功率。

在今天充电器都是开关元件控制类型的系统（PWM，脉冲宽度调制），如图6-2所示。

目前电子充电器的组成部分有:

1）电网侧电流的调节器（整流器）。

2）功率振荡器。

3）高频变压器和整流器。

未来充电器的发展方向是功率增加、体积减小和成本降低。

快速充电可以在20 min内将电池最大存储能量的80%充入电池，这需要一个高功率的外部电力系统（20 kV·A和400 A）。

4.车载快速充电

车载快速充电的物理限制如下:

1）蓄电池允许的最大电流。

2）不同容量下的快速充电电流的限制（在50%～80%）。

3）不同电池的类型的限制。

4）通过连接器允许的最大电流的限制。

充电器所考虑的电路方面的因素有:50 Hz变压器和高频变压器、三相电流、功率因数补偿。此外，车辆和充电站之间需要特定的连接协议。

在电动汽车的数量超过内燃机汽车数量的那个年代，人们通过安装在车库外部的充电器直接完成充电。工业应用中的动力电池充电主要依靠连接到电网的外部充电器。充电设备和电池之间的连接是通过双插的特定连接器和两根软导线来完成的。除了两个高功率触头，连接器也包括用于保护电线的地线和为实现额外控制的附属设备的触头。

这种充电的方法最适合用于汽车车队和小型高尔夫球车。这个系统（图6-3）简单而实用，且有很强的稳健性，比较适用于在工业电动车辆基础上发展起来的电动汽车开展的试验性应用。

通过感应充电，车辆与充电器之间无须物理接触便能够将能量传递到车辆。能量是由可分离的一次线圈和二次线圈组成的变压器形成的磁场传输的。尽管可以通过电网工作频率（50 Hz或者60 Hz）的变压器进行能量的交换，但是使用的更普遍的是髙频振荡电路，以便能够减小变压器线圈的体积。事实上，传递功率的大小与通过变压器气隙的电感（场强度）、转换介质和频率成正比关系。因此，我们经常会提高系统的工作频率和增加电磁场功率，以便能够减小线圈的体积。高频感应充电器的工作原理与前面已经说明的车载电子充电器相似，并且原理图也几乎相同。

图6-4可以分为两个部分:

1）电网侧整流器，功率因数校正器和高频振荡器被安装在地面设备上。

2）车辆和充电器之间的连接通过非接触式的变压器（这样也不会有接触电阻了）。

3）高频整流器和充电检测系统被安装在车辆上。

值得注意的是，该图中需要的一个用于信息交换的协议和快速充电器的情况类似。

注:50 Hz整流器供电的示意图仅作为示例给出。提供交流电的功能还可以通过其他各种方式（三相电流供电、无源滤波等）来实现。我们也可以使用其他类型的高频振荡器。

一个自动连接式感应充电案例如图6-5所示（英文图示，中文不显示。）

无线充电涉及在更远的距离进行功率和能量的传递。它与感应充电不同，后者包括一个一次绕组和二次绕组靠得很近的变压器。尽管感应充电能够消除直接的电气接触，但仍需要插座、电线以及感应耦合器的物理接触。插座和电缆的磨损和破损也会造成危险。

无线充电则可以将插座和电线一并去掉。在这种方案中，驾驶员可以将车拉到一个专门设计的停车场内，汽车的电池自动充电，无须任何插头和电线，如图6-6所示。这种方案为电动汽车电池充电提供了一种最安全的方法。

为实现无线能量传递，已经进行了各种实验。其中最有应用前景的技术是使用电磁谐振，如图6-7所示。在这种设置中，有一对天线，其中一个天线放在停车场作为发射装置，另一个天线放在车内作为接收装置。两个天线被设计成在可控频率内谐振。极限值为功率传输水平和频率，后者取决于两天线之间大的间隔。

（a）电路；（b）谐振条件1下的等效电路；（c）谐振频率条件2下的等效电路