I. Requisiti Tecnici per le Colonne di Ricarica

Le colonne di ricarica fungono da "stazioni di servizio" per i veicoli elettrici. Esistono tre tipi principali: colonne di ricarica AC, colonne di ricarica DC e colonne di ricarica integrate AC/DC in grado di effettuare sia la ricarica AC che DC.

Le colonne di ricarica DC sono proprio come "ristoranti fast-food" in autostrada. Offrono ricarica rapida, rendendole adatte all'installazione in luoghi come autostrade e stazioni di ricarica dedicate. Ciò consente ai veicoli elettrici di "fare rifornimento" rapidamente e riprendere il loro viaggio.

Le colonnine di ricarica AC sono come "negozi di convenienza" nelle comunità. Anche se caricano a un ritmo lento, sono molto convenienti. Di solito sono installate in aree residenziali, parcheggi, spazi di parcheggio lungo la strada e aree di servizio autostradali, consentendo alle persone di ricaricare i propri veicoli in qualsiasi momento e luogo.

Le colonnine di ricarica moderne sono altamente intelligenti e capaci di "comunicazione". Tuttavia, non comunicano a caso; seguono invece un "protocollo" noto come OCPP1.6. Questo "protocollo" è come una comune "regola linguistica" che consente una "comunicazione" senza soluzione di continuità tra le colonnine di ricarica, i veicoli elettrici e i sistemi di gestione delle stazioni di ricarica.

Proprio come dobbiamo usare un linguaggio che gli altri possono comprendere durante una conversazione, le colonnine di ricarica devono anche comunicare in conformità a questa regola. In questo modo, i veicoli elettrici possono determinare l'importo di ricarica appropriato e il sistema di gestione delle stazioni di ricarica può monitorare le operazioni delle colonnine di ricarica. Di conseguenza, tutti possono collaborare per garantire un processo di ricarica sicuro ed efficiente..

Inoltre, questo "traduttore" deve soddisfare determinati requisiti, come essere resistente alla pioggia e impermeabile per prevenire malfunzionamenti causati dalle condizioni meteorologiche; deve anche garantire sicurezza e assenza di perdite. Inoltre, dovrebbe avere capacità di comunicazione stabili per mantenere un contatto continuo ed evitare "interruzioni della comunicazione"..

In sintesi, le colonnine di ricarica sono come "stazioni di servizio" per i veicoli elettrici. Con questo "traduttore", i veicoli elettrici possono ricaricare in modo più conveniente e sicuro, consentendo loro di percorrere distanze maggiori.

⑴ Temperatura ambiente di lavoro: -20℃～+50℃;

⑵ Umidità relativa: 5%～95%;

⑶ Altitudine: ≤2000m;

⑷Resistenza sismica: simile a un "test di simulazione sismica" per l'apparecchiatura.

Immagina che il terreno sotto i nostri piedi inizi a muoversi come onde. Questo movimento non è casuale, simile a un'onda sinusoidale, con movimenti alternati verso l'alto e verso il basso.

Ci sono due tipi di questo movimento. Uno è l'oscillazione laterale, proprio come le dolci onde del mare, che oscillano orizzontalmente. L'altro è il movimento su e giù, proprio come quando guidiamo su dossi, l'auto rimbalza su e giù. Tuttavia, l'ampiezza di questo movimento è molto maggiore di quella che incontriamo solitamente.

Durante l'oscillazione laterale, è equivalente ad aggiungere un'accelerazione di 0,3g al terreno, dove "g" rappresenta l'accelerazione gravitazionale che comunemente sentiamo sulla Terra. Durante il movimento su e giù, è come aggiungere un'accelerazione di 0,15g al terreno.

Inoltre, questo "terremoto" non arriva una volta sola, ma si verifica tre volte consecutivamente. Ogni volta che arriva, si muove in modo regolare come un'onda sinusoidale.

Questo esperimento viene utilizzato per simulare un terremoto al fine di verificare se l'apparecchiatura può resistere all'impatto di un terremoto senza rompersi.

In definitiva, l'apparecchiatura deve funzionare bene in questo "test di simulazione sismica", ovvero deve essere in grado di resistere a tali "scossoni" e avere una potenza di riserva. Utilizziamo un numero per rappresentare questa potenza di riserva, ovvero il fattore di sicurezza deve essere maggiore di 1,67.

In parole povere, l'apparecchiatura deve essere sufficientemente robusta da garantire la sicurezza durante un "terremoto" e non subire danni.

⑴ Il livello di protezione dell'alloggiamento della colonnina di ricarica dovrebbe raggiungere: IP32 per uso interno e IP54 per uso esterno. Inoltre, dovrebbero essere installati dispositivi necessari per la protezione dalla pioggia e dal sole.

⑶ Requisiti di tripla protezione (resistenza all'umidità, alla muffa e alla nebbia salina): i circuiti stampati, i connettori e altri componenti del circuito nel caricabatterie devono essere protetti da umidità, muffa e nebbia salina, in modo che il caricabatterie possa funzionare normalmente in un ambiente esterno umido e salino.

⑷ Protezione antiruggine (antiossidazione): l'alloggiamento in ferro della colonnina di ricarica e le staffe e le parti in ferro esposte devono adottare misure antiruggine a doppio strato. Anche gli alloggiamenti in metallo non ferroso devono essere dotati di una pellicola protettiva antiossidante o trattati con antiossidante.

⑷ L'involucro della colonnina di ricarica deve essere in grado di resistere alla prova di resistenza all'impatto specificata nella 8.2.10 di GB 7251.3-2005.

II. Caratteristiche della struttura dell'involucro della colonnina di ricarica in lamiera

La colonnina di ricarica è generalmente composta da un corpo colonnina, una presa di ricarica, un dispositivo di controllo di protezione, un dispositivo di misurazione, un dispositivo di lettura schede, un'interfaccia uomo-macchina, ecc., come mostrato nella figura sottostante.

La struttura in lamiera del corpo della colonnina di ricarica è realizzata in lamiera di acciaio a basso tenore di carbonio con uno spessore di circa 1,5 mm. Il processo di produzione prevede punzonatura, piegatura e saldatura della lamiera. Alcune colonnine di ricarica adottano un design a doppio strato considerando le esigenze di protezione esterna e isolamento termico. La forma generale del prodotto è prevalentemente rettangolare e il telaio è saldato come un tutt'uno. Superfici curve arrotondate sono aggiunte in determinate aree per migliorare l'estetica. Per garantire la resistenza complessiva della colonnina di ricarica, vengono generalmente saldate nervature di rinforzo o piastre di rinforzo.

La superficie esterna del corpo colonnina è generalmente dotata di spie luminose sul pannello, pulsanti sul pannello, interfacce di ricarica e fori di dissipazione del calore, ecc. La porta posteriore o laterale è dotata di una serratura antifurto e il corpo colonnina è fissato alla base di installazione tramite bulloni di ancoraggio.

I fissaggi sono generalmente realizzati in acciaio zincato elettrolitico o acciaio inossidabile. Per garantire che il corpo della colonnina di ricarica abbia una certa resistenza alla corrosione, la colonnina di ricarica viene generalmente verniciata con vernice in polvere per esterni o vernice per esterni per garantirne la durata.

III. Progettazione anticorrosione del corpo della colonnina di ricarica in lamiera

⑴ L'aspetto della struttura del corpo della colonnina di ricarica non deve presentare spigoli vivi.

⑵ Si consiglia che il coperchio superiore della colonnina di ricarica abbia una pendenza superiore a 5° per evitare l'accumulo di acqua sulla parte superiore.

⑶ I prodotti relativamente sigillati utilizzano deumidificatori per la deumidificazione al fine di prevenire la condensa. Per i prodotti che necessitano di dissipazione del calore e presentano fori di dissipazione del calore, è necessario utilizzare controller di umidità + riscaldatori per la deumidificazione al fine di prevenire la condensa.

⑷ Dopo la saldatura della lamiera, l'ambiente esterno dovrebbe essere pienamente considerato, le saldature esterne dovrebbero essere completamente saldate per soddisfare lo standard di impermeabilità IP54.

⑸ Per strutture saldate sigillate come i rinforzi dei pannelli delle porte, la verniciatura non può penetrare all'interno della struttura sigillata. Il design dovrebbe essere migliorato assemblando dopo la verniciatura, o saldando con lamiere zincate, o elettroforesi dopo la saldatura e quindi verniciatura.

⑹ Le strutture saldate dovrebbero evitare fessure strette e spazi ristretti in cui le pistole a spruzzo non possono penetrare.

⑺ I fori di dissipazione del calore dovrebbero essere progettati il più possibile come componenti per evitare saldature strette e interstrati.

⑻ Le aste di blocco, le cerniere, ecc. fornite da terzi dovrebbero essere realizzate il più possibile in acciaio inossidabile 304, e il tempo di resistenza alla nebbia salina neutra secondo GB 2423.17 non dovrebbe essere inferiore a 96 ore.

⑼ Il metodo di fissaggio della targhetta è modificato in rivetti impermeabili a strappo o incollaggio adesivo. Deve essere eseguito un trattamento impermeabile quando sono richiesti viti.

⑽ Tutte le chiusure dovrebbero essere placcate in lega zinco-nichel o trattate in acciaio inossidabile 304. Le chiusure in lega zinco-nichel dovrebbero soddisfare il test di nebbia salina neutra per 96 ore senza ruggine bianca. Tutte le chiusure esposte dovrebbero essere realizzate in acciaio inossidabile 304.

⑾ Le chiusure in lega zinco-nichel dovrebbero evitare di essere utilizzate in combinazione con acciaio inossidabile.

⑿ I fori di ancoraggio per l'installazione delle colonnine di ricarica devono essere pre-lavorati e i fori non devono essere praticati dopo il posizionamento delle colonnine di ricarica. I fori di ingresso sul fondo delle colonnine di ricarica devono essere sigillati con fango ignifugo per impedire al vapore acqueo superficiale di entrare nel corpo della colonnina dai fori di ingresso. Dopo l'installazione, il sigillante siliconico può essere applicato tra il corpo della colonnina e la piattaforma di installazione in cemento per rafforzare la sigillatura inferiore del corpo della colonnina.

IV. Ottimizzazione della progettazione del processo delle colonnine di ricarica

La struttura della colonnina di ricarica è piuttosto complessa, con molte saldature, interstrati e alcune sono semi-chiuse o completamente chiuse. È come giocare con i blocchi da costruzione. Ci sono fessure o punti nascosti tra i blocchi, difficili da trattare.

Queste strutture complesse pongono sfide significative alla produzione delle colonnine di ricarica. In particolare, lo schermaggio elettrostatico influisce sul metodo tradizionale di verniciatura a polvere (che è come applicare un "rivestimento antiruggine" alla colonnina di ricarica). Lo schermaggio elettrostatico è come un "rivestimento invisibile" su saldature e interstrati, impedendo alla polvere di aderire a queste aree. Di conseguenza, queste aree sono soggette a ruggine e danni.

Pertanto, la progettazione del processo della colonnina di ricarica richiede grande attenzione. Dobbiamo trovare un modo per far sì che anche questi punti difficili indossino un "rivestimento antiruggine" per garantirne la durata e la sicurezza. Per risolvere questo problema, vengono proposti 5 schemi di progettazione del processo:

a. Sistema di verniciatura a polvere a doppio strato. Primer: polvere epossidica anticorrosiva da 50μm; finitura: polvere in poliestere puro resistente agli agenti atmosferici da 50μm; spessore totale: non inferiore a 100μm.

b. Base elettroforetica + sistema di verniciatura a polvere. Primer: elettroforesi 20-30μm; finitura: polvere in poliestere puro resistente agli agenti atmosferici da 50μm; spessore totale: non inferiore a 70μm.

c. Immersione + sistema di verniciatura a polvere. Primer: primer epossidico anticorrosivo a base d'acqua (immersione) 25-30μm; finitura: polvere in poliestere puro resistente agli agenti atmosferici da 50μm; spessore totale: non inferiore a 80μm. d. Base elettroforetica + sistema di verniciatura a polvere. Primer: elettroforesi 20-30μm; finitura: polvere in poliestere puro resistente agli agenti atmosferici da 50μm; spessore totale: non inferiore a 70μm.

e. Immersione + sistema di verniciatura a polvere. Primer: primer epossidico anticorrosivo a base d'acqua (immersione) 25-30μm; polvere: polvere in poliestere puro resistente agli agenti atmosferici da 50μm; spessore totale: non inferiore a 80μm.

Punti chiave della progettazione strutturale delle colonnine di ricarica

Progettazione dell'aspetto: La progettazione dell'aspetto gioca un ruolo cruciale nell'esperienza utente e nell'accettazione delle stazioni di ricarica. Una buona progettazione dell'aspetto dovrebbe essere moderna, intuitiva, ergonomica e in linea con la pianificazione urbana e l'estetica ambientale.

Materiali strutturali: Le colonnine di ricarica devono essere durevoli e protettive. Vengono solitamente impiegati metalli o leghe con forte resistenza agli agenti atmosferici. Allo stesso tempo, sono molto importanti anche i design impermeabili, antipolvere e resistenti alla corrosione.

La presa di ricarica è come "l'ingresso energetico" dei veicoli elettrici. I progettisti devono considerare molteplici fattori durante la sua progettazione.

Innanzitutto, la presa deve essere in grado di "riconoscere" l'interfaccia di ricarica di diversi modelli di veicoli, proprio come le spine e le prese di uso quotidiano devono essere compatibili. Esistono molti marchi e modelli diversi di veicoli elettrici, e le loro interfacce di ricarica possono variare. Pertanto, questa presa di ricarica deve essere una "presa universale" che supporti più standard di ricarica, come CHAdeMO, CCS, Tipo 2 AC, ecc.

In secondo luogo, la presa dovrebbe essere facile da usare. Immagina quanto sarebbe scomodo se la presa fosse difficile da inserire o estrarre. I progettisti devono garantire che la presa sia facile da usare.

Soprattutto, la sicurezza è la priorità assoluta. La presa di ricarica deve avere una funzione di auto-blocco, come aggiungere un "blocco di sicurezza" alla presa per evitare scollegamenti accidentali. Dovrebbe inoltre essere dotata di un meccanismo di protezione di sicurezza, simile a indossare un "giubbotto antiproiettile" per salvaguardare da qualsiasi situazione imprevista durante la ricarica e garantire la sicurezza elettrica.

In conclusione, questa presa di ricarica funziona come un "assistente intimo" per i veicoli elettrici, intelligente e affidabile per rendere il processo di ricarica comodo e sicuro.

Sistema di raffreddamento: Durante la ricarica potrebbe generarsi calore, quindi è necessario progettare un sistema di raffreddamento efficace per garantire la stabilità e la sicurezza dell'apparecchiatura. Questo può includere ventole, dissipatori di calore, ecc.

Sistema di distribuzione dell'alimentazione: È necessario progettare un sistema di distribuzione dell'alimentazione ragionevole all'interno della colonnina di ricarica per garantire un'alimentazione equilibrata quando più punti di ricarica funzionano contemporaneamente e prevenire il sovraccarico della rete elettrica.

Progettazione di sicurezza: Le colonnine di ricarica devono considerare la sicurezza degli utenti, inclusi design anti-shock elettrico, sicurezza antincendio, protezione contro i fulmini, ecc. Inoltre, le colonnine di ricarica dovrebbero anche avere funzioni di sicurezza come protezione da sovraccarico, protezione da sovratemperatura e protezione da cortocircuito.

Sistema elettronico intelligente: Per migliorare il livello di intelligenza delle colonnine di ricarica, è necessario installare sistemi elettronici avanzati, inclusi funzioni di identificazione utente, sistemi di pagamento, monitoraggio remoto e rilevamento guasti.

Sistema di gestione dei cavi: La gestione dei cavi delle colonnine di ricarica è anche un punto chiave di progettazione. È necessario considerare questioni quali lo stoccaggio dei cavi, l'impermeabilizzazione, l'antifurto e la facile manutenzione.

Manutenibilità: Dato che le colonnine di ricarica solitamente operano per lungo tempo, la facile manutenzione è un aspetto di progettazione importante. La progettazione modulare e il monitoraggio remoto dei guasti possono migliorare la manutenibilità delle colonnine di ricarica.

Le colonnine di ricarica di cui parliamo ora non dovrebbero essere solo comode per noi per ricaricare i veicoli elettrici, ma anche "esperti ecologici".

Proprio come promuoviamo il risparmio idrico ed energetico nella vita di tutti i giorni, anche le colonnine di ricarica dovrebbero essere progettate per essere più efficienti dal punto di vista energetico e rispettose dell'ambiente. Ad esempio, alcune apparecchiature a risparmio energetico possono essere utilizzate per ridurre il consumo di energia durante il funzionamento.

Inoltre, i pannelli solari possono essere installati sulla parte superiore della colonnina di ricarica, come se le si mettesse un "cappello solare". Ciò consente alla colonnina di ricarica di utilizzare l'energia solare per l'autosufficienza energetica, riducendo la sua dipendenza da combustibili fossili tradizionali come carbone e petrolio.

Questi progetti devono essere attentamente considerati dall'aspetto al sistema interno della colonnina di ricarica. In questo modo, la colonnina di ricarica non solo può fornire servizi di ricarica convenienti, ma anche garantire il nostro uso sicuro e stabile dell'elettricità, ed è facile da mantenere. Inoltre, la sua ecocompatibilità contribuisce alla protezione del nostro pianeta.

Guardando al futuro, le colonnine di ricarica intelligenti ed ecocompatibili miglioreranno le nostre vite.