一種充電樁的結構設計

黃春陽 袁敬海 劉爽

【摘要】隨著新能源電動汽車的快速發展，電動汽車充電樁作為配套新能源電動汽車的全新產品也隨之快速發展起來。在產品的結構設計中會不斷有新的技術要求。本文對充電樁在結構設計方面進行研究分析，供大家參考。

【關鍵詞】新能源；充電樁；結構設計

一、充電樁的基本情況及使用環境

（一）基本情況

充電設施產品大類主要分為交流充電樁與直流充電樁，交流充電樁根據輸出電壓分為單相交流充電樁與三相交流充電樁。直流充電產品根據安裝方式可分為一體式充電機與分體式充電機，根據功率等級有不同功率等級產品。產品主要安裝地點為地下停車場、道路停車位、高速公路服務區等位置。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位，掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位。

充電設施使用年限不應低于8年。

（二）使用環境要求

根據國網Q/GDW485-2010《電動汽車交流充電樁技術條件》標準的要求。充電樁產品要滿足戶外環境使用要求：環境溫度：-20℃～+50℃；濕度：5～95%（無凝結）。

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，外殼和門板所用板材料必須為2.0mm的正差板，不允使用負差板。

三、表面處理

（一）噴涂前處理

室外表面噴涂表面禁止刮膩子。室內表面盡量避免刮膩子，如確實無法避免，刮膩子后的打磨應盡量在噴涂前處理（磷化、氧化）之前進行，如磷化后仍然存在缺陷需要刮膩子或打磨，則應重新進行磷化、氧化處理或必須在8小時內進行噴涂。

（二）噴粉零件

設計時要考慮到充電樁需要滿足戶外使用環境，噴涂時要用重防腐粉末。當基材為冷軋鋼板時需噴2層粉。底涂層：環氧型重防腐粉末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。當基材為不銹鋼時，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250μm。

（三）噴漆零件

只有基材為不銹鋼時才能噴漆，噴2層。底涂層：改性環氧底漆30μm；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，需進行鈍化，中性鹽霧96小時不出現白銹。電氣元件等外購元器件上帶的電鍍零件需滿足中性鹽霧96小時不出現銹蝕。

四、結構設計

（一）總體的結構形式

產品整體造型以長方體為主，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，雙充的充電樁充電口開到左右兩側，方便充電。左右側為小側門板，側門上裝風機，用于元器件的通風散熱。

（二）焊接結構的設計

焊接應充分考慮戶外環境，外部焊縫應為滿焊，如不能滿焊，未焊接到位處需進行處理保證產品滿足IP54防水要求。對于門板加強筋等密封焊接結構，噴涂層不能進入密封結構內部。對于這種結構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行改進設計。焊接結構應避免狹窄縫隙、噴槍不能進入的狹小空間等情況。折頁等零件設計要方便焊接操作，保證有足夠大的焊接面，防止使用中出現焊縫開裂情況。外部焊接處要進行打磨，保證外表面平整，不影響產品外觀和防腐。

（三）門板的設計

門板外形采用圓弧設計，人機操作界面門板上，為保證門板的平整，在人機操作界面處壓包處理（深度以PC膜的厚度決定），再粘上PC膜，保證門板的平整。在門板下方加限位器，防止門板開啟角度過大出現剮蹭掉漆現象。

（四）IP防護的設計

防護等級不低于IP54，人機操作界面開孔處涂膠防水。粘貼的PC膜背面使用3M防水膠，門板上的密封條采用發泡處理，所選用的鉸鏈、門鎖等配件均選擇滿足戶外使用的IP55等級。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）防盜設計

充電樁的左右側門閉合時使用防盜螺釘，同時在側門內部安裝卡銷，只有在打開外殼門后，去下卡銷，用專用扳手去掉防盜螺釘方能打開左右側門。

五、結語

隨著科技水平的不斷提高，充電設備的功能也在不斷地提高和完善，對充電樁的結構設計也越來越高，不僅要滿足散熱、防盜、IP防護、防腐等，還要在外觀、安全、便利等方便考慮，在設計時要考慮到外部應用環境和電氣系統，設計出合理的產品。

參考文獻

[1]Q/GDW485-2010.電動汽車交流充電樁技術條件[S].

[2]Q/XJ25003-2017.充電設施結構防腐技術標準[S].

[3]李沖，林元華.一款交直流一體充電樁的結構設計[J].學術交流，2014（14）：359～360.