汽車充電樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)匯總

一、充電樁的技術(shù)要求

充電樁按照充電方式分為交流充電樁與直流充電樁、交直流一體充電樁三種。直流充電樁一般安裝在高速公路，充電站等地；交流充電樁一般安裝在小區(qū)、停車場(chǎng)、道路停車位、高速公路服務(wù)區(qū)等位置。根據(jù)國(guó)網(wǎng)Q/GDW 485-2010標(biāo)準(zhǔn)的要求，充電樁樁體應(yīng)當(dāng)滿足以下技術(shù)條件。

1、環(huán)境條件：

⑴ 工作環(huán)境溫度：-20℃～+50℃；

⑵ 相對(duì)濕度：5%～95%；

⑶ 海拔高度：≤2000m；

⑷ 抗震能力：地面水平加速度0.3g；地面垂直加速度0.15g；設(shè)備應(yīng)能承受同時(shí)作用持續(xù)三個(gè)正弦波，并且安全系數(shù)大于1.67。

2、耐環(huán)境要求：

⑴充電樁外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到：室內(nèi)IP32；室外IP54，并配置必要的防雨、防曬裝置。

⑵三防（防潮濕，防霉變，防鹽霧）要求：保護(hù)充電機(jī)內(nèi)印刷線路板、接插件等電路應(yīng)進(jìn)行防潮濕、防霉變、防鹽霧處理，使充電機(jī)能在室外潮濕、含鹽霧的環(huán)境下正常運(yùn)行。

⑶防銹（防氧化）保護(hù)：充電樁鐵質(zhì)外殼和暴露在外的鐵質(zhì)支架、零件應(yīng)采取雙層防銹措施，非鐵質(zhì)的金屬外殼也應(yīng)具有防氧化保護(hù)膜或進(jìn)行防氧化處理。

⑷充電樁外殼應(yīng)當(dāng)能承受GB 7251.3-2005中8.2.10規(guī)定的耐沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)。

二、鈑金充電樁殼體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

充電樁一般由充電樁樁體、充電插座、保護(hù)控制裝置、計(jì)量裝置、刷卡裝置、人機(jī)交互界面等組成，如下圖所示。

鈑金結(jié)構(gòu)充電樁樁體材質(zhì)采用低碳鋼板，厚度約為1.5mm，加工方式采用鈑金塔沖、折彎、焊接成形工藝。部分類型的充電樁考慮到戶外防護(hù)和隔熱的需求，采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。產(chǎn)品整體造型以長(zhǎng)方形為主，框架整體焊接，為了保證外觀的優(yōu)美，局部添加圓角曲面，為了保證充電樁整體強(qiáng)度，一般焊有加強(qiáng)筋或加強(qiáng)板。

樁體外表面一般布置有面板指示燈、面板按鍵、充電接口及散熱孔等，后門或側(cè)面?zhèn)溆蟹辣I鎖，樁體通過(guò)地腳螺栓固定在安裝基座上。

緊固件一般采用電鍍鋅或不銹鋼材質(zhì)。為了保證充電樁樁體具有一定耐腐蝕性，充電樁一般整體采用戶外粉末涂料噴涂或者戶外油漆來(lái)保證它的服役年限。

三、鈑金結(jié)構(gòu)充電樁樁體防腐蝕設(shè)計(jì)

⑴ 充電樁樁體結(jié)構(gòu)外觀不可以有尖角設(shè)計(jì)。

⑵ 充電樁頂蓋部位建議帶有5°以上的斜坡，防止頂部積水。

⑶ 相對(duì)密封產(chǎn)品采用除濕器進(jìn)行除濕，防止凝露產(chǎn)生。對(duì)有散熱需求而開(kāi)散熱孔產(chǎn)品宜采用濕度控制器+加熱器進(jìn)行除濕，防止凝露產(chǎn)生。

⑷ 鈑金焊接后充分考慮戶外環(huán)境，外部焊縫采用滿焊，保證產(chǎn)品滿足IP54防水要求。

⑸ 對(duì)于門板加強(qiáng)筋等密封焊接結(jié)構(gòu)，噴涂不能進(jìn)入密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部，采用噴涂后組裝，或采用鍍鋅板焊接，或者焊接后電泳再噴涂等方式改進(jìn)設(shè)計(jì)。

⑹ 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)避免狹窄縫隙、噴槍不能進(jìn)入的狹小空間等情況。

⑺ 散熱孔盡量采用組件化設(shè)計(jì)，避免狹小的焊縫和夾層。

⑻ 外購(gòu)鎖桿、鉸鏈等盡量采用304不銹鋼材質(zhì)，耐中性鹽霧時(shí)間GB 2423.17不小于96h。

⑼ 銘牌固定方式改為防水抽芯鉚釘或背膠粘貼，需用螺釘固定時(shí)必須做防水處理。

⑽ 所有緊固件的選用應(yīng)選擇鋅鎳合金鍍層或304不銹鋼處理，鋅鎳合金緊固件滿足中性鹽霧試驗(yàn)96h不出白銹，外露緊固件全部選用304不銹鋼材質(zhì)。⑾鋅鎳合金緊固件避免與不銹鋼材質(zhì)貼合使用。⑿充電樁安裝地腳孔需預(yù)先加工，不得放上充電樁后打孔。充電樁底部進(jìn)線孔應(yīng)采用防火泥密封，防止地表水汽從進(jìn)線孔進(jìn)入樁體內(nèi)部。安裝后可在樁體與水泥安裝臺(tái)間涂抹硅酮密封膠，加強(qiáng)樁體底部密封。

 

四、充電樁工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化 

從充電樁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)我們可以看出，大部分充電樁的結(jié)構(gòu)中都存在大量的焊縫、夾層、半封閉或封閉的結(jié)構(gòu)，這對(duì)充電樁的工藝設(shè)計(jì)造成了較大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的靜電噴粉工藝由于靜電屏蔽作用的存在，粉層無(wú)法在夾層、焊縫和空腔結(jié)構(gòu)中附著，造成了極大的腐蝕隱患。為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)提出了5種工藝設(shè)計(jì)方案：

a、雙層粉末涂層體系。底涂層：環(huán)氧重防腐粉末50μm；面粉：純聚酯耐候粉末50μm；總厚度：不小于100μm。

b、電泳底層+粉末涂層體系。底涂層：電泳20～30μm；面粉：純聚酯耐候粉末50μm；總厚度：不小于70μm。

c、浸涂+粉末噴涂體系。底涂層：水性環(huán)氧防腐底漆（浸涂）25～30μm；面粉：純聚酯耐候粉末50μm；總厚度：不小于80μm。

d、電泳底層+粉末涂層體系。底涂層：電泳20～30μm；面粉：純聚酯耐候粉末50μm；總厚度：不小于70μm。

e、浸涂+粉末噴涂體系。底涂層：水性環(huán)氧防腐底漆（浸涂）25～30μm；面粉：純聚酯耐候粉末50μm；總厚度：不小于80μm。

五、充電樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)：

外觀設(shè)計(jì)： 外觀設(shè)計(jì)對(duì)用戶體驗(yàn)和充電站的可接受性至關(guān)重要。一個(gè)好的外觀設(shè)計(jì)應(yīng)該是現(xiàn)代化、清晰易懂、符合人機(jī)工程學(xué)，同時(shí)符合城市規(guī)劃和環(huán)境美觀。

結(jié)構(gòu)材料： 充電樁需要具備耐用性和防護(hù)性，通常采用耐候性強(qiáng)的金屬或合金，同時(shí)防水、防塵和防腐蝕的設(shè)計(jì)也非常重要。

充電插座設(shè)計(jì)：充電插座的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到不同車型的充電接口，支持多種充電標(biāo)準(zhǔn)，如CHAdeMO、CCS、Type 2 AC等。插座應(yīng)易于使用，具有自鎖和安全防護(hù)機(jī)制。

冷卻系統(tǒng)：充電過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生熱量，因此需要設(shè)計(jì)有效的冷卻系統(tǒng)，確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。這可能包括風(fēng)扇、散熱片等。

電力分配系統(tǒng)：充電樁的內(nèi)部需要設(shè)計(jì)合理的電力分配系統(tǒng)，確保在多個(gè)充電點(diǎn)同時(shí)工作時(shí)，能夠平衡電力供給，防止電網(wǎng)過(guò)載。

安全設(shè)計(jì)：充電樁需要考慮用戶的安全，包括防電擊設(shè)計(jì)、防火安全、防雷擊等。此外，充電樁還應(yīng)具備過(guò)載保護(hù)、溫度保護(hù)和短路保護(hù)等安全功能。

智能電子系統(tǒng)：為了提高充電樁的智能化水平，需要搭載先進(jìn)的電子系統(tǒng)，包括用戶識(shí)別、支付系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障檢測(cè)等功能。

電纜管理系統(tǒng)：充電樁電纜的管理也是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)。需要考慮電纜的收納、防水、防盜和易于維護(hù)等問(wèn)題。

可維護(hù)性：考慮到充電樁通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，易于維護(hù)也是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。模塊化設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程故障監(jiān)測(cè)可以提高充電樁的可維護(hù)性。

節(jié)能環(huán)保：充電樁的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注重能源的節(jié)約和環(huán)保?？梢圆捎霉?jié)能設(shè)備、太陽(yáng)能電池板等技術(shù)，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。

這些要點(diǎn)涵蓋了從外觀到內(nèi)部系統(tǒng)的多個(gè)層面，確保充電樁既能夠提供便利的充電服務(wù)，同時(shí)滿足安全、穩(wěn)定、可維護(hù)和環(huán)保的要求。