I. Requisitos Técnicos para Puntos de Recarga

Los puntos de recarga sirven como "gasolineras" para los vehículos eléctricos. Hay tres tipos principales: puntos de recarga de CA, puntos de recarga de CC y puntos de recarga integrados de CA/CC que son capaces de cargar tanto en CA como en CC.

Los puntos de recarga de CC son como "restaurantes de comida rápida" en las autopistas. Ofrecen carga rápida, lo que los hace adecuados para su instalación en lugares como autopistas y estaciones de carga dedicadas. Esto permite a los vehículos eléctricos "repostar" rápidamente y reanudar su viaje.

Las pilas de carga AC son como "tiendas de conveniencia" en las comunidades. Aunque cargan a un ritmo lento, son muy convenientes. Generalmente se instalan en áreas residenciales, estacionamientos, espacios de estacionamiento en la carretera y áreas de servicio en las autopistas, permitiendo a las personas cargar sus vehículos en cualquier momento y lugar.

Las pilas de carga modernas son altamente inteligentes y capaces de "comunicación". Sin embargo, no se comunican al azar; en su lugar, siguen un "protocolo" conocido como OCPP1.6. Este "protocolo" es como una "regla de lenguaje" común que permite una "comunicación" fluida entre las pilas de carga, los vehículos eléctricos y los sistemas de gestión de estaciones de carga.

Justo como necesitamos usar un lenguaje que otros puedan entender durante una conversación, las estaciones de carga también deben comunicarse de acuerdo con esta regla. De esta manera, los vehículos eléctricos pueden determinar la cantidad de carga apropiada, y el sistema de gestión de estaciones de carga puede monitorear las operaciones de las estaciones de carga. Como resultado, todos pueden colaborar para garantizar un proceso de carga seguro y eficiente.

Además, este "traductor" debe cumplir con ciertos requisitos, como ser a prueba de lluvia y a prueba de agua para prevenir fallos causados por las condiciones climáticas; también debe garantizar la seguridad y no tener fugas. Adicionalmente, debe tener capacidades de comunicación estables para mantener contacto continuo y evitar "fallos de comunicación".

En resumen, las estaciones de carga son como "gasolineras" para los vehículos eléctricos. Con este "traductor", los vehículos eléctricos pueden cargar de manera más conveniente y segura, lo que les permite viajar distancias más largas.

⑴ Temperatura del ambiente de trabajo: -20℃～+50℃;

⑵ Humedad relativa: 5%～95%;

⑶ Altitud: ≤2000m;

⑷Resistencia a terremotos: similar a una "prueba de simulación de terremoto" para el equipo.

Imagine que el suelo bajo nuestros pies comienza a moverse como olas. Este movimiento no es aleatorio, similar a una onda sinusoidal, con movimientos alternos hacia arriba y hacia abajo.

Hay dos tipos de este movimiento. Uno es el balanceo de lado a lado, como las suaves olas del mar, que se balancean horizontalmente. El otro es el movimiento de arriba hacia abajo, como cuando conducimos sobre baches, el coche rebota hacia arriba y hacia abajo. Sin embargo, la amplitud de este movimiento es mucho mayor de lo que encontramos habitualmente.

Durante el balanceo lateral, es equivalente a añadir una aceleración de 0.3g al suelo, donde "g" representa la aceleración gravitatoria que sentimos comúnmente en la Tierra. Durante el movimiento de arriba hacia abajo, es como añadir una aceleración de 0.15g al suelo.

Además, este "terremoto" no viene una vez, sino que ocurre tres veces consecutivas. Cada vez que llega, se mueve de manera regular como una onda sinusoidal.

Este experimento se utiliza para simular un terremoto y probar si el equipo puede soportar el impacto de un terremoto sin romperse.

En última instancia, el equipo debe funcionar bien en esta "prueba de simulación de terremoto", es decir, debe ser capaz de soportar dicho "temblor" y tener potencia de reserva. Usamos un número para representar esta potencia de reserva, es decir, el factor de seguridad debe ser mayor que 1.67.

En términos sencillos, el equipo debe ser lo suficientemente robusto para garantizar la seguridad durante un "terremoto" y no sufrir daños.

⑴ El nivel de protección de la carcasa del punto de carga debe alcanzar: IP32 para uso en interiores y IP54 para uso en exteriores. Además, se deben instalar los dispositivos necesarios de protección contra la lluvia y el sol.

⑶ Requisitos a prueba de tres (a prueba de humedad, a prueba de moho y a prueba de niebla salina): Las placas de circuito impreso, conectores y otros componentes de circuito en el cargador deben protegerse contra la humedad, el moho y la niebla salina, para que el cargador pueda operar normalmente en un ambiente exterior húmedo y salino.

⑷ Protección anticorrosión (antioxidación): La carcasa de hierro de la estación de carga y los soportes y piezas de hierro expuestos deben adoptar medidas anticorrosión de doble capa. Las carcasas de metal no ferroso también deben estar equipadas con una película protectora antioxidante o tratarse con antioxidación.

⑷ La carcasa de la pila de carga debe poder soportar la prueba de resistencia al impacto especificada en 8.2.10 de GB 7251.3-2005.

II. Características de la estructura de la carcasa de la pila de carga de chapa metálica

La pila de carga generalmente se compone de un cuerpo de pila, una toma de carga, un dispositivo de control de protección, un dispositivo de medición, un dispositivo de lectura de tarjetas, una interfaz de interacción humano-computadora, etc., como se muestra en la figura a continuación.

La estructura de chapa metálica del cuerpo de la estación de carga está hecha de chapa de acero de bajo carbono con un grosor de aproximadamente 1,5 mm. El proceso de fabricación implica punzonado, doblado y soldadura de la chapa metálica. Algunas estaciones de carga adoptan un diseño de estructura de doble capa considerando las necesidades de protección exterior y aislamiento térmico. La forma general del producto es principalmente rectangular, y el marco se suelda en su totalidad. Se añaden superficies curvas redondeadas en ciertas áreas para mejorar la apariencia estética. Para garantizar la resistencia general de la estación de carga, generalmente se sueldan nervios de refuerzo o placas de refuerzo.

La superficie exterior del cuerpo de la pila generalmente está dispuesta con luces indicadoras en el panel, botones en el panel, interfaces de carga y orificios de disipación de calor, etc. La puerta trasera o lateral está equipada con una cerradura antirrobo, y el cuerpo de la pila se fija a la base de instalación mediante pernos de anclaje.

Los sujetadores generalmente están hechos de acero galvanizado electroplateado o acero inoxidable. Para garantizar que el cuerpo de la pila de carga tenga cierta resistencia a la corrosión, la pila de carga generalmente se rocía con recubrimiento en polvo para exteriores o pintura para exteriores para garantizar su vida útil.

III. Diseño anticorrosión del cuerpo de la pila de carga con estructura de chapa metálica

⑴ La apariencia de la estructura del cuerpo de la pila de carga no debe tener esquinas afiladas.

⑵ Se recomienda que la cubierta superior de la pila de carga tenga una pendiente de más de 5° para evitar la acumulación de agua en la parte superior.

⑶ Los productos relativamente sellados utilizan deshumidificadores para la deshumidificación para evitar la condensación. Para productos con necesidades de disipación de calor y orificios de disipación de calor, se deben utilizar controladores de humedad + calentadores para la deshumidificación para evitar la condensación.

⑷ Después de la soldadura de la chapa metálica, se debe considerar completamente el entorno exterior, las soldaduras externas deben soldarse completamente para cumplir con el estándar de impermeabilidad IP54.

⑸ Para estructuras soldadas selladas, como refuerzos de paneles de puertas, la pulverización no puede entrar en el interior de la estructura sellada. El diseño debe mejorarse ensamblando después de la pulverización, o soldando con láminas galvanizadas, o electroforesis después de soldar y luego pulverizar.

⑹ Las estructuras soldadas deben evitar huecos estrechos y espacios reducidos a los que no se pueda acceder con pistolas de pulverización.

⑺ Los orificios de disipación de calor deben diseñarse como componentes tanto como sea posible para evitar soldaduras y entrecapas estrechas.

⑻ Las varillas de bloqueo, bisagras, etc. subcontratadas deben ser de acero inoxidable 304 tanto como sea posible, y el tiempo de resistencia a la niebla salina neutra GB 2423.17 no debe ser inferior a 96h.

⑼ El método de fijación de la placa de identificación se cambia a remaches de tracción con núcleo impermeable o unión adhesiva. Se debe realizar un tratamiento impermeable cuando se requieran tornillos.

⑽ Todos los sujetadores deben ser chapados en aleación de zinc-níquel o tratados con acero inoxidable 304. Los sujetadores de aleación de zinc-níquel deben cumplir con la prueba de niebla salina neutra durante 96 horas sin óxido blanco. Todos los sujetadores expuestos deben ser de acero inoxidable 304.

⑾ Los sujetadores de aleación de zinc-níquel deben evitar usarse junto con acero inoxidable.

⑿ Los agujeros de anclaje de instalación de los postes de carga deben preprocesarse, y los agujeros no deben perforarse después de colocar los postes de carga. Los orificios de entrada en la parte inferior de los postes de carga deben sellarse con lodo ignífugo para evitar que el vapor de agua superficial entre en el cuerpo del poste a través de los orificios de entrada. Después de la instalación, se puede aplicar sellador de silicona entre el cuerpo del poste y la plataforma de instalación de cemento para fortalecer el sellado inferior del cuerpo del poste.

IV. Optimización del Diseño del Proceso de Postes de Carga

La estructura de la pila de carga es bastante complicada, con muchas soldaduras, intercapas, y algunas son semicerradas o completamente cerradas. Es como jugar con bloques de construcción. Hay huecos o lugares ocultos entre los bloques, que son difíciles de manejar.

Estas estructuras complejas plantean desafíos significativos para la producción de pilas de carga. En particular, el blindaje electrostático afecta el método tradicional de pulverización de polvo (que es como poner una "capa antioxidante" en la pila de carga). El blindaje electrostático es como un "abrigo invisible" en las soldaduras y las intercapas, impidiendo que el polvo se adhiera a estas áreas. Como resultado, estas áreas son propensas a la oxidación y al daño.

Por lo tanto, el diseño del proceso de la pila de carga requiere gran cuidado. Debemos encontrar una manera de hacer que estos lugares difíciles también lleven una "capa antioxidante" para garantizar la durabilidad y seguridad de la pila de carga. Para resolver este problema, se proponen 5 esquemas de diseño de procesos:

a. Sistema de recubrimiento en polvo de doble capa. Imprimación: polvo epoxi anticorrosivo de alta resistencia de 50μm; capa superior: polvo de poliéster puro resistente a la intemperie de 50μm; espesor total: no menos de 100μm.

b. Base de electroforesis + sistema de recubrimiento en polvo. Imprimación: electroforesis de 20-30μm; capa superior: polvo de poliéster puro resistente a la intemperie de 50μm; espesor total: no menos de 70μm.

c. Recubrimiento por inmersión + sistema de pulverización de polvo. Imprimación: imprimación epoxi anticorrosiva a base de agua (recubrimiento por inmersión) de 25-30μm; capa superior: polvo de poliéster puro resistente a la intemperie de 50μm; espesor total: no menos de 80μm. d. Base de electroforesis + sistema de recubrimiento en polvo. Imprimación: electroforesis de 20-30μm; capa superior: polvo de poliéster puro resistente a la intemperie de 50μm; espesor total: no menos de 70μm.

e. Recubrimiento por inmersión + sistema de pulverización de polvo. Imprimación: imprimación epoxi anticorrosiva a base de agua (recubrimiento por inmersión) de 25-30μm; polvo: polvo de poliéster puro resistente a la intemperie de 50μm; espesor total: no menos de 80μm.

V. Puntos clave del diseño estructural de la estación de carga

Diseño de apariencia: El diseño de apariencia juega un papel crucial en la experiencia del usuario y la aceptación de las estaciones de carga. Un buen diseño de apariencia debe ser moderno, intuitivo, ergonómico y estar en línea con la planificación urbana y la estética ambiental.

Materiales estructurales: Las estaciones de carga deben ser duraderas y protectoras. Generalmente se emplean metales o aleaciones con alta resistencia a la intemperie. Al mismo tiempo, los diseños a prueba de agua, a prueba de polvo y resistentes a la corrosión también son muy importantes.

La toma de carga es como la "entrada de energía" de los vehículos eléctricos. Los diseñadores tienen que considerar múltiples factores durante su diseño.

En primer lugar, el enchufe debe ser capaz de "reconocer" la interfaz de carga de diferentes modelos de vehículos, al igual que los enchufes y tomas de corriente de uso diario deben ser compatibles. Existen muchas marcas y modelos diferentes de vehículos eléctricos, y sus interfaces de carga pueden variar. Por lo tanto, este enchufe de carga debe ser un "enchufe universal" que admita múltiples estándares de carga, como CHAdeMO, CCS, Tipo 2 AC, etc.

En segundo lugar, el enchufe debe ser fácil de usar. Imagine lo inconveniente que sería si el enchufe fuera difícil de conectar o desconectar. Los diseñadores deben asegurarse de que el enchufe sea fácil de operar.

Lo más importante es que la seguridad es la máxima prioridad. El enchufe de carga debe tener una función de autobloqueo, como añadir un "bloqueo de seguridad" al enchufe para evitar desconexiones accidentales. También debe estar equipado con un mecanismo de protección de seguridad, similar a ponerse un "chaleco antibalas" para proteger contra cualquier situación inesperada durante la carga y garantizar la seguridad eléctrica.

En conclusión, este enchufe de carga funciona como un "asistente íntimo" para los vehículos eléctricos, que es inteligente y fiable para que el proceso de carga sea cómodo y seguro.

Sistema de refrigeración: Se puede generar calor durante la carga, por lo que es necesario diseñar un sistema de refrigeración eficaz para garantizar la estabilidad y seguridad del equipo. Esto puede incluir ventiladores, disipadores de calor, etc.

Sistema de distribución de energía: Se necesita diseñar un sistema de distribución de energía razonable dentro de la pila de carga para garantizar un suministro de energía equilibrado cuando múltiples puntos de carga operan simultáneamente y prevenir la sobrecarga de la red eléctrica.

Diseño de seguridad: Las pilas de carga deben considerar la seguridad de los usuarios, incluyendo diseño contra descargas eléctricas, seguridad contra incendios, protección contra rayos, etc. Además, las pilas de carga también deben tener funciones de seguridad como protección contra sobrecargas, protección contra temperaturas y protección contra cortocircuitos.

Sistema electrónico inteligente: Para mejorar el nivel de inteligencia de las pilas de carga, es necesario instalar sistemas electrónicos avanzados, incluyendo identificación de usuarios, sistemas de pago, monitoreo remoto y funciones de detección de fallas.

Sistema de gestión de cables: La gestión de los cables de los puntos de carga es también un punto clave de diseño. Es necesario considerar cuestiones como el almacenamiento de cables, la impermeabilización, la protección antirrobo y el fácil mantenimiento.

Mantenibilidad: Dado que los puntos de carga suelen operar durante mucho tiempo, el fácil mantenimiento es un aspecto de diseño importante. El diseño modular y la monitorización remota de fallos pueden mejorar la mantenibilidad de los puntos de carga.

Los puntos de carga de los que hablamos ahora no solo deben ser convenientes para cargar vehículos eléctricos, sino también "expertos en protección del medio ambiente".

Así como abogamos por la conservación del agua y la electricidad en la vida diaria, las estaciones de carga también deben diseñarse para ser más eficientes energéticamente y respetuosas con el medio ambiente. Por ejemplo, se pueden utilizar algunos equipos de ahorro de energía para reducir el consumo de energía durante la operación.

Además, se pueden instalar paneles solares en la parte superior de la pila de carga, como si se le pusiera un "sombrero solar". Esto permite que la pila de carga utilice energía solar para su auto-carga, reduciendo su dependencia de combustibles fósiles tradicionales como el carbón y el petróleo.

Estos diseños deben ser cuidadosamente considerados, desde la apariencia hasta el sistema interno de la pila de carga. De esta manera, la pila de carga no solo puede proporcionar servicios de carga convenientes, sino también garantizar nuestro uso seguro y estable de la electricidad, y es fácil de mantener. Además, su respeto por el medio ambiente contribuye a la protección de nuestro planeta.

Mirando hacia el futuro, las pilas de carga que son inteligentes y respetuosas con el medio ambiente mejorarán nuestras vidas.