一種充電樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

黃春陽(yáng) 袁敬海 劉爽

【摘要】隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)充電樁作為配套新能源電動(dòng)汽車(chē)的全新產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展起來(lái)。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)不斷有新的技術(shù)要求。本文對(duì)充電樁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究分析，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】新能源；充電樁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、充電樁的基本情況及使用環(huán)境

（一）基本情況

充電設(shè)施產(chǎn)品大類(lèi)主要分為交流充電樁與直流充電樁，交流充電樁根據(jù)輸出電壓分為單相交流充電樁與三相交流充電樁。直流充電產(chǎn)品根據(jù)安裝方式可分為一體式充電機(jī)與分體式充電機(jī)，根據(jù)功率等級(jí)有不同功率等級(jí)產(chǎn)品。產(chǎn)品主要安裝地點(diǎn)為地下停車(chē)場(chǎng)、道路停車(chē)位、高速公路服務(wù)區(qū)等位置。安裝方式：分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車(chē)位，掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車(chē)位。

充電設(shè)施使用年限不應(yīng)低于8年。

（二）使用環(huán)境要求

根據(jù)國(guó)網(wǎng)Q/GDW485-2010《電動(dòng)汽車(chē)交流充電樁技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的要求。充電樁產(chǎn)品要滿足戶外環(huán)境使用要求：環(huán)境溫度：-20℃～+50℃；濕度：5～95%（無(wú)凝結(jié)）。

二、使用材料

充電樁所需材料為SPCC冷軋鋼板、覆鋁鋅板、304不銹鋼，外殼和門(mén)板所用板材料必須為2.0mm的正差板，不允使用負(fù)差板。

三、表面處理

（一）噴涂前處理

室外表面噴涂表面禁止刮膩?zhàn)?。室?nèi)表面盡量避免刮膩?zhàn)樱绱_實(shí)無(wú)法避免，刮膩?zhàn)雍蟮拇蚰?yīng)盡量在噴涂前處理（磷化、氧化）之前進(jìn)行，如磷化后仍然存在缺陷需要刮膩?zhàn)踊虼蚰ィ瑒t應(yīng)重新進(jìn)行磷化、氧化處理或必須在8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行噴涂。

（二）噴粉零件

設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到充電樁需要滿足戶外使用環(huán)境，噴涂時(shí)要用重防腐粉末。當(dāng)基材為冷軋鋼板時(shí)需噴2層粉。底涂層：環(huán)氧型重防腐粉末50μm以上或電泳20μm～30μm；面粉：純聚酯超耐候粉末50μm以上；總厚度：100μm以上。當(dāng)基材為不銹鋼時(shí)，涂料：聚酯粉末（普通戶外粉）；涂層厚度：砂紋，60μm以上。返修工件最大厚度不超過(guò)250μm。

（三）噴漆零件

只有基材為不銹鋼時(shí)才能?chē)娖?，?層。底涂層：改性環(huán)氧底漆30μm；面漆：丙烯酸聚氨酯面漆（戶外）30μm；涂層總厚度：60μm以上。

（四）電鍍零件

黑色金屬電鍍鋅件，需進(jìn)行鈍化，中性鹽霧96小時(shí)不出現(xiàn)白銹。電氣元件等外購(gòu)元器件上帶的電鍍零件需滿足中性鹽霧96小時(shí)不出現(xiàn)銹蝕。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）總體的結(jié)構(gòu)形式

產(chǎn)品整體造型以長(zhǎng)方體為主，局部加圓角、曲面，加工方式采用鈑金折彎、焊接成型工藝。充電口位于樁體的兩側(cè)，雙充的充電樁充電口開(kāi)到左右兩側(cè)，方便充電。左右側(cè)為小側(cè)門(mén)板，側(cè)門(mén)上裝風(fēng)機(jī)，用于元器件的通風(fēng)散熱。

（二）焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

焊接應(yīng)充分考慮戶外環(huán)境，外部焊縫應(yīng)為滿焊，如不能滿焊，未焊接到位處需進(jìn)行處理保證產(chǎn)品滿足IP54防水要求。對(duì)于門(mén)板加強(qiáng)筋等密封焊接結(jié)構(gòu)，噴涂層不能進(jìn)入密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)可以采用噴涂后組裝，或采用鍍鋅板焊接，或采用焊接后電泳然后再噴涂等方式進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。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。折頁(yè)等零件設(shè)計(jì)要方便焊接操作，保證有足夠大的焊接面，防止使用中出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂情況。外部焊接處要進(jìn)行打磨，保證外表面平整，不影響產(chǎn)品外觀和防腐。

（三）門(mén)板的設(shè)計(jì)

門(mén)板外形采用圓弧設(shè)計(jì)，人機(jī)操作界面門(mén)板上，為保證門(mén)板的平整，在人機(jī)操作界面處壓包處理（深度以PC膜的厚度決定），再粘上PC膜，保證門(mén)板的平整。在門(mén)板下方加限位器，防止門(mén)板開(kāi)啟角度過(guò)大出現(xiàn)剮蹭掉漆現(xiàn)象。

（四）IP防護(hù)的設(shè)計(jì)

防護(hù)等級(jí)不低于IP54，人機(jī)操作界面開(kāi)孔處涂膠防水。粘貼的PC膜背面使用3M防水膠，門(mén)板上的密封條采用發(fā)泡處理，所選用的鉸鏈、門(mén)鎖等配件均選擇滿足戶外使用的IP55等級(jí)。鉸鏈及銘牌的安裝均使用防水拉鉚螺母，螺釘做防水處理。

（五）防盜設(shè)計(jì)

充電樁的左右側(cè)門(mén)閉合時(shí)使用防盜螺釘，同時(shí)在側(cè)門(mén)內(nèi)部安裝卡銷(xiāo)，只有在打開(kāi)外殼門(mén)后，去下卡銷(xiāo)，用專(zhuān)用扳手去掉防盜螺釘方能打開(kāi)左右側(cè)門(mén)。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著科技水平的不斷提高，充電設(shè)備的功能也在不斷地提高和完善，對(duì)充電樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越高，不僅要滿足散熱、防盜、IP防護(hù)、防腐等，還要在外觀、安全、便利等方便考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到外部應(yīng)用環(huán)境和電氣系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出合理的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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