一种充电桩的结构设计

黄春阳 袁敬海 刘爽

【摘要】随着新能源电动汽车的快速发展，电动汽车充电桩作为配套新能源电动汽车的全新产品也随之快速发展起来。在产品的结构设计中会不断有新的技术要求。本文对充电桩在结构设计方面进行研究分析，供大家参考。

【关键词】新能源；充电桩；结构设计

一、充电桩的基本情况及使用环境

（一）基本情况

充电设施产品大类主要分为交流充电桩与直流充电桩，交流充电桩根据输出电压分为单相交流充电桩与三相交流充电桩。直流充电产品根据安装方式可分为一体式充电机与分体式充电机，根据功率等级有不同功率等级产品。产品主要安装地点为地下停车场、道路停车位、高速公路服务区等位置。安装方式：分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位，挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。

充电设施使用年限不应低于8年。

（二）使用环境要求

根据国网Q/GDW485-2010《电动汽车交流充电桩技术条件》标准的要求。充电桩产品要满足户外环境使用要求：环境温度：-20℃～+50℃；湿度：5～95%（无凝结）。

二、使用材料

充电桩所需材料为SPCC冷轧钢板、覆铝锌板、304不锈钢，外壳和门板所用板材料必须为2.0mm的正差板，不允使用负差板。

三、表面处理

（一）喷涂前处理

室外表面喷涂表面禁止刮腻子。室内表面尽量避免刮腻子，如确实无法避免，刮腻子后的打磨应尽量在喷涂前处理（磷化、氧化）之前进行，如磷化后仍然存在缺陷需要刮腻子或打磨，则应重新进行磷化、氧化处理或必须在8小时内进行喷涂。

（二）喷粉零件

设计时要考虑到充电桩需要满足户外使用环境，喷涂时要用重防腐粉末。当基材为冷轧钢板时需喷2层粉。底涂层：环氧型重防腐粉末50μm以上或电泳20μm～30μm；面粉：纯聚酯超耐候粉末50μm以上；总厚度：100μm以上。当基材为不锈钢时，涂料：聚酯粉末（普通户外粉）；涂层厚度：砂纹，60μm以上。返修工件最大厚度不超过250μm。

（三）喷漆零件

只有基材为不锈钢时才能喷漆，喷2层。底涂层：改性环氧底漆30μm；面漆：丙烯酸聚氨酯面漆（户外）30μm；涂层总厚度：60μm以上。

（四）电镀零件

黑色金属电镀锌件，需进行钝化，中性盐雾96小时不出现白锈。电气元件等外购元器件上带的电镀零件需满足中性盐雾96小时不出现锈蚀。

四、结构设计

（一）总体的结构形式

产品整体造型以长方体为主，局部加圆角、曲面，加工方式采用钣金折弯、焊接成型工艺。充电口位于桩体的两侧，双充的充电桩充电口开到左右两侧，方便充电。左右侧为小侧门板，侧门上装风机，用于元器件的通风散热。

（二）焊接结构的设计

焊接应充分考虑户外环境，外部焊缝应为满焊，如不能满焊，未焊接到位处需进行处理保证产品满足IP54防水要求。对于门板加强筋等密封焊接结构，喷涂层不能进入密封结构内部。对于这种结构可以采用喷涂后组装，或采用镀锌板焊接，或采用焊接后电泳然后再喷涂等方式进行改进设计。焊接结构应避免狭窄缝隙、喷枪不能进入的狭小空间等情况。折页等零件设计要方便焊接操作，保证有足够大的焊接面，防止使用中出现焊缝开裂情况。外部焊接处要进行打磨，保证外表面平整，不影响产品外观和防腐。

（三）门板的设计

门板外形采用圆弧设计，人机操作界面门板上，为保证门板的平整，在人机操作界面处压包处理（深度以PC膜的厚度决定），再粘上PC膜，保证门板的平整。在门板下方加限位器，防止门板开启角度过大出现剐蹭掉漆现象。

（四）IP防护的设计

防护等级不低于IP54，人机操作界面开孔处涂胶防水。粘贴的PC膜背面使用3M防水胶，门板上的密封条采用发泡处理，所选用的铰链、门锁等配件均选择满足户外使用的IP55等级。铰链及铭牌的安装均使用防水拉铆螺母，螺钉做防水处理。

（五）防盜设计

充电桩的左右侧门闭合时使用防盗螺钉，同时在侧门内部安装卡销，只有在打开外壳门后，去下卡销，用专用扳手去掉防盗螺钉方能打开左右侧门。

五、结语

随着科技水平的不断提高，充电设备的功能也在不断地提高和完善，对充电桩的结构设计也越来越高，不仅要满足散热、防盗、IP防护、防腐等，还要在外观、安全、便利等方便考虑，在设计时要考虑到外部应用环境和电气系统，设计出合理的产品。

参考文献

[1]Q/GDW485-2010.电动汽车交流充电桩技术条件[S].

[2]Q/XJ25003-2017.充电设施结构防腐技术标准[S].

[3]李冲，林元华.一款交直流一体充电桩的结构设计[J].学术交流，2014（14）：359～360.