I. 충전기 기술 요구 사항

충전기는 전기차의 "주유소" 역할을 합니다. AC 충전기, DC 충전기, AC 및 DC 충전 모두 가능한 AC/DC 통합 충전기의 세 가지 주요 유형이 있습니다.

DC 충전기는 고속도로의 "패스트푸드점"과 같습니다. 빠른 충전을 제공하여 고속도로 및 전용 충전소와 같은 장소에 설치하기에 적합합니다. 이를 통해 전기차는 빠르게 "주유"하고 여정을 재개할 수 있습니다.

AC 충전기는 지역 사회의 "편의점"과 같습니다. 비록 느린 속도로 충전되지만, 매우 편리합니다. 일반적으로 주거 지역, 주차장, 도로변 주차 공간 및 고속도로 서비스 구역에 설치되어 사람들이 언제 어디서나 차량을 충전할 수 있게 합니다.

현대의 충전기는 매우 지능적이며 "통신"이 가능합니다. 그러나 그들은 무작위로 통신하지 않으며, 대신 OCPP1.6으로 알려진 "프로토콜"을 따릅니다. 이 "프로토콜"은 충전기, 전기차 및 충전소 관리 시스템 간의 원활한 "통신"을 가능하게 하는 공통의 "언어 규칙"과 같습니다.

Just as we need to use language that others can understand during a conversation, charging piles must also communicate in accordance with this rule. In this way, EVs can determine the appropriate charging amount, and the charging station management system can monitor the operations of the charging piles. As a result, everyone can collaborate to ensure a safe and efficient charging process..

Moreover, this "translator" must meet certain requirements, such as being rainproof and waterproof to prevent malfunctions caused by weather conditions; it must also ensure safety and no leakage. Additionally, it should have stable communication capabilities to maintain continuous contact and avoid "communication breakdowns"..

In summary, charging piles are like "gas stations" for EVs. With this "translator", EVs can charge more conveniently and safely, enabling them to travel longer distances.

⑴ 작업 환경 온도: -20℃～+50℃;

⑵ 상대 습도: 5%~95%;

⑶ 고도: ≤2000m;

⑷내진성: 장비에 대한 "지진 시뮬레이션 테스트"와 유사합니다.

발밑의 땅이 파도처럼 움직이기 시작한다고 상상해 보세요. 이 움직임은 무작위가 아니며, 사인파와 유사하게 위아래 움직임이 번갈아 나타납니다.

이 움직임에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 바다의 잔잔한 물결처럼 좌우로 흔들리는 측면 흔들림입니다. 다른 하나는 과속 방지턱을 넘을 때 자동차가 위아래로 튀는 것처럼 위아래 움직임입니다. 그러나 이 움직임의 진폭은 우리가 일반적으로 접하는 것보다 훨씬 큽니다.

좌우 흔들림 시에는 우리가 일상적으로 느끼는 지구의 중력 가속도를 "g"로 표기했을 때 0.3g의 가속도가 지면에 더해지는 것과 같으며, 상하 움직임 시에는 0.15g의 가속도가 지면에 더해지는 것과 같습니다.

더욱이 이 "지진"은 한 번만 오는 것이 아니라 연속해서 세 번 발생합니다. 올 때마다 사인파처럼 규칙적인 방식으로 움직입니다.

이 실험은 지진을 시뮬레이션하여 장비가 지진의 충격을 파손 없이 견딜 수 있는지 테스트하는 데 사용됩니다.

궁극적으로 장비는 이 "지진 시뮬레이션 테스트"에서 잘 작동해야 합니다. 즉, 이러한 "떨림"을 견딜 수 있고 예비 전력이 있어야 합니다. 이 예비 전력을 나타내기 위해 숫자를 사용합니다. 즉, 안전 계수는 1.67보다 커야 합니다.

간단히 말해, 장비는 "지진" 발생 시 안전을 보장하고 손상되지 않도록 충분히 견고해야 합니다.

⑴ 충전기 하우징의 보호 등급은 실내 사용 시 IP32, 실외 사용 시 IP54에 도달해야 합니다. 또한, 필요한 비 및 햇빛 차단 장치를 설치해야 합니다.

⑵ 삼중 방지 (방습, 방곰팡이, 방염수) 요구사항: 충전기의 인쇄 회로 기판, 커넥터 및 기타 회로 부품은 습기, 곰팡이 및 염수 분무로부터 보호되어야 하며, 이를 통해 충전기는 실외의 습하고 염분이 많은 환경에서도 정상적으로 작동할 수 있습니다.

⑶ 녹 방지 (산화 방지) 보호: 충전 파일의 철제 하우징과 노출된 철제 브래킷 및 부품에는 이중 녹 방지 조치를 적용해야 합니다. 비철금속 하우징에도 산화 방지 보호 필름을 장착하거나 산화 방지 처리를 해야 합니다.

⑷ 충전기 외함은 GB 7251.3-2005의 8.2.10에 명시된 충격 강도 시험을 견딜 수 있어야 합니다.

II. 판금 충전기 외함 구조의 특징

충전기는 일반적으로 본체, 충전 소켓, 보호 제어 장치, 계량 장치, 카드 판독 장치, 인간-컴퓨터 상호 작용 인터페이스 등으로 구성되며, 아래 그림과 같습니다.

충전기 본체의 판금 구조는 두께 약 1.5mm의 저탄소 강판으로 제작됩니다. 제조 공정은 판금 타워 펀칭, 벤딩 및 용접을 포함합니다. 일부 충전기는 실외 보호 및 단열 요구 사항을 고려하여 이중 구조 설계를 채택합니다. 제품의 전체적인 형태는 주로 직사각형이며, 프레임은 전체적으로 용접됩니다. 미적 외관을 향상시키기 위해 특정 영역에 둥근 곡면이 추가됩니다. 충전기 본체의 전체적인 강도를 보장하기 위해 일반적으로 보강 리브 또는 보강판이 용접됩니다.

충전기 본체의 외부 표면에는 일반적으로 패널 표시등, 패널 버튼, 충전 인터페이스 및 방열 구멍 등이 배치되어 있습니다. 뒷문 또는 측면에는 도난 방지 잠금 장치가 장착되어 있으며, 충전기는 앵커 볼트로 설치 베이스에 고정됩니다.

패스너는 일반적으로 전기 도금 아연 도금 또는 스테인리스 스틸로 만들어집니다. 충전기 본체가 일정 수준의 내식성을 갖도록 하기 위해 충전기는 일반적으로 실외 분체 도장 또는 실외 페인트로 도장되어 수명을 보장합니다.

III. 판금 구조 충전기 본체의 부식 방지 설계

⑴ 충전기 본체 구조의 외관에는 날카로운 모서리가 없어야 합니다.

⑵ 충전 파일 상단 커버는 물이 고이는 것을 방지하기 위해 5° 이상의 경사를 갖도록 권장합니다.

⑶ 비교적 밀폐된 제품은 제습기를 사용하여 제습하여 결로를 방지합니다. 열 방출이 필요하고 열 방출 구멍이 있는 제품의 경우, 습도 조절기 + 히터를 사용하여 제습하여 결로를 방지합니다.

⑷ 판금 용접 후 옥외 환경을 충분히 고려해야 하며, 외부 용접부는 IP54 방수 표준을 충족하도록 완전히 용접해야 합니다.

⑸ 도어 패널 보강재와 같은 밀폐 용접 구조의 경우, 도장이 밀폐 구조 내부로 들어가지 않도록 해야 합니다. 도장 후 조립하거나, 아연 도금 강판으로 용접하거나, 용접 후 전기영동 후 도장하는 방식으로 설계를 개선해야 합니다.

⑹ 용접 구조물은 스프레이 건이 들어갈 수 없는 좁은 틈과 좁은 공간을 피해야 합니다.

⑺ 방열 구멍은 가능한 한 부품으로 설계하여 좁은 용접부와 중간층을 피해야 합니다.

⑻ 외주 잠금 장치 로드, 경첩 등은 가능한 한 304 스테인리스 스틸로 제작해야 하며, 중성 염수 분무 저항 시간 GB 2423.17은 96시간 이상이어야 합니다.

⑼ 명판 고정 방식이 방수 코어 풀림 리벳 또는 접착 본딩으로 변경되었습니다. 나사가 필요한 경우 방수 처리를 해야 합니다.

⑽ 모든 패스너는 아연-니켈 합금 도금 또는 304 스테인리스 스틸 처리해야 합니다. 아연-니켈 합금 패스너는 96시간 동안 백색 녹 없이 중성 염수 분무 시험을 충족해야 합니다. 노출된 모든 패스너는 304 스테인리스 스틸로 제작해야 합니다.

⑾ 아연-니켈 합금 패스너는 스테인리스 스틸과 함께 사용하는 것을 피해야 합니다.

⑿ 충전기 설치 앵커 구멍은 사전 가공해야 하며, 충전기 설치 후에는 구멍을 뚫어서는 안 됩니다. 충전기 하단의 유입구는 방수 머드로 밀봉하여 유입구를 통해 충전기 본체로 표면 수증기가 유입되는 것을 방지해야 합니다. 설치 후에는 충전기 본체와 시멘트 설치 플랫폼 사이에 실리콘 실란트를 도포하여 충전기 본체의 하단 밀봉을 강화할 수 있습니다.

IV. 충전기 공정 설계 최적화

충전 파일의 구조는 매우 복잡하며, 용접 부위, 중간층이 많고 일부는 반개방형 또는 완전 개방형입니다. 마치 블록 쌓기 놀이와 같아서 블록 사이에 틈이나 숨겨진 공간이 있어 다루기 어렵습니다.

이러한 복잡한 구조는 충전 파일 생산에 상당한 어려움을 야기합니다. 특히 정전기 차폐는 전통적인 분체 도장 방식(충전 파일에 "녹 방지 코팅"을 하는 것과 같음)에 영향을 미칩니다. 정전기 차폐는 용접 부위와 중간층에 "보이지 않는 코팅"처럼 작용하여 분체가 이러한 부위에 달라붙는 것을 방지합니다. 결과적으로 이러한 부위는 녹슬거나 손상되기 쉽습니다.

따라서 충전 파일의 공정 설계는 매우 신중해야 합니다. 이러한 어려운 부위에도 "녹 방지 코팅"을 입혀 충전 파일의 내구성과 안전성을 보장할 방법을 찾아야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 5가지 공정 설계 방안을 제안합니다:

a. 이중 분체 도장 시스템. 프라이머: 50μm 에폭시 중방청 분체; 상도: 50μm 순수 폴리에스터 내후성 분체; 총 두께: 100μm 이상.

b. 전기영동 베이스 + 분체 도장 시스템. 프라이머: 전기영동 20-30μm; 상도: 50μm 순수 폴리에스터 내후성 분체; 총 두께: 70μm 이상.

c. 침지 코팅 + 분체 스프레이 시스템. 프라이머: 수성 에폭시 방청 프라이머 (침지 코팅) 25-30μm; 상도: 50μm 순수 폴리에스터 내후성 분체; 총 두께: 80μm 이상. d. 전기영동 베이스 + 분체 도장 시스템. 프라이머: 전기영동 20-30μm; 상도: 50μm 순수 폴리에스터 내후성 분체; 총 두께: 70μm 이상.

e. 침지 코팅 + 분체 스프레이 시스템. 프라이머: 수성 에폭시 방청 프라이머 (침지 코팅) 25-30μm; 분체: 순수 폴리에스터 내후성 분체 50μm; 총 두께: 80μm 이상.

V. 충전기 구조 설계의 핵심 요점

외관 디자인: 외관 디자인은 사용자 경험과 충전소 수용에 중요한 역할을 합니다. 좋은 외관 디자인은 현대적이고 직관적이며 인체공학적이어야 하며 도시 계획 및 환경 미학과 일치해야 합니다.

구조 재료: 충전기는 내구성과 보호 기능이 필요합니다. 일반적으로 내후성이 강한 금속 또는 합금이 사용됩니다. 동시에 방수, 방진 및 내식성 설계도 매우 중요합니다.

충전 소켓은 전기차의 "에너지 입구"와 같습니다. 설계자는 설계 중에 여러 요소를 고려해야 합니다.

첫째, 소켓은 다양한 차량 모델의 충전 인터페이스를 "인식"할 수 있어야 합니다. 이는 일상생활에서 플러그와 소켓이 호환되어야 하는 것과 같습니다. 전기차는 다양한 브랜드와 모델이 있으며, 충전 인터페이스가 다를 수 있습니다. 따라서 이 충전 소켓은 CHAdeMO, CCS, Type 2 AC 등과 같은 여러 충전 표준을 지원하는 "범용 소켓"이어야 합니다.

둘째, 소켓은 사용자 친화적이어야 합니다. 소켓을 꽂거나 뽑기 어렵다면 얼마나 불편할지 상상해 보세요. 설계자는 소켓이 작동하기 쉽도록 해야 합니다.

무엇보다 안전이 최우선입니다. 충전 소켓은 "안전 잠금 장치"를 추가하여 우발적인 플러그 뽑힘을 방지하는 자체 잠금 기능이 있어야 합니다. 또한 충전 중 예기치 않은 상황으로부터 보호하고 전기 안전을 보장하기 위해 "방탄 조끼"를 입는 것과 같은 안전 보호 메커니즘을 갖추어야 합니다.

결론적으로 이 충전 소켓은 EV를 위한 "친밀한 조수" 역할을 하며, 스마트하고 안정적이어서 충전 과정을 편리하고 안전하게 만듭니다.

냉각 시스템: 충전 중 열이 발생할 수 있으므로 장비의 안정성과 안전성을 보장하기 위해 효과적인 냉각 시스템을 설계해야 합니다. 여기에는 팬, 방열판 등이 포함될 수 있습니다.

전력 분배 시스템: 여러 충전 지점이 동시에 작동할 때 균형 잡힌 전력 공급을 보장하고 전력망 과부하를 방지하기 위해 충전기 내부에 합리적인 전력 분배 시스템을 설계해야 합니다.

안전 설계: 충전기는 사용자 안전을 고려해야 하며, 감전 방지 설계, 화재 안전, 낙뢰 보호 등이 포함됩니다. 또한, 충전기는 과부하 보호, 온도 보호 및 단락 보호와 같은 안전 기능도 갖추어야 합니다.

지능형 전자 시스템: 충전기의 지능 수준을 향상시키기 위해 사용자 식별, 결제 시스템, 원격 모니터링 및 고장 감지 기능을 포함한 고급 전자 시스템을 설치해야 합니다.

케이블 관리 시스템: 충전기 케이블 관리는 중요한 설계 포인트이기도 합니다. 케이블 수납, 방수, 도난 방지, 유지보수 용이성 등의 문제가 고려되어야 합니다.

유지보수성: 충전기는 일반적으로 장시간 작동하므로 유지보수가 용이한 것이 중요한 설계 측면입니다. 모듈식 설계와 원격 고장 모니터링은 충전기의 유지보수성을 향상시킬 수 있습니다.

지금 우리가 이야기하는 충전기는 EV 충전에 편리할 뿐만 아니라 "친환경 전문가"가 되어야 합니다.

일상생활에서 물과 전기 절약을 실천하는 것처럼, 충전 파일도 더욱 에너지 절약적이고 환경 친화적으로 설계되어야 합니다. 예를 들어, 일부 에너지 절약 장비를 사용하여 작동 중 전력 소비를 줄일 수 있습니다.

또한, 충전기 상단에 태양광 패널을 설치하여 마치 "태양광 모자"를 씌운 것처럼 사용할 수 있습니다. 이를 통해 충전기는 태양 에너지를 활용하여 자체적으로 충전할 수 있으며, 석탄 및 석유와 같은 전통적인 화석 연료에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.

이러한 설계는 충전기의 외관부터 내부 시스템까지 신중하게 고려해야 합니다. 이를 통해 충전기는 편리한 충전 서비스를 제공할 뿐만 아니라, 안전하고 안정적인 전기 사용을 보장하고 유지보수를 용이하게 할 수 있습니다. 또한, 환경 친화적인 특성은 지구 보호에 기여합니다.

앞으로 스마트하고 친환경적인 충전기는 우리의 삶을 더욱 풍요롭게 할 것입니다.