I. Requisitos Técnicos para Pilhas de Carregamento

As pilhas de carregamento servem como "postos de gasolina" para veículos elétricos. Existem três tipos principais: pilhas de carregamento AC, pilhas de carregamento DC e pilhas de carregamento integradas AC/DC que são capazes de carregar tanto AC quanto DC.

As pilhas de carregamento DC são como "restaurantes de fast-food" em rodovias. Elas oferecem carregamento rápido, tornando-as adequadas para instalação em locais como rodovias e estações de carregamento dedicadas. Isso permite que os veículos elétricos "reabasteçam" rapidamente e retomem sua jornada.

As pilhas de carregamento AC são como "lojas de conveniência" nas comunidades. Embora carreguem em um ritmo lento, são altamente convenientes. Elas geralmente são instaladas em áreas residenciais, estacionamentos, espaços de estacionamento à beira da estrada e áreas de serviço em rodovias, permitindo que as pessoas carreguem seus veículos a qualquer hora e lugar.

As pilhas de carregamento modernas são altamente inteligentes e capazes de "comunicação". No entanto, elas não se comunicam aleatoriamente; em vez disso, seguem um "protocolo" conhecido como OCPP1.6. Este "protocolo" é como uma "regra de linguagem" comum que permite uma "comunicação" sem costura entre pilhas de carregamento, EVs e sistemas de gerenciamento de estações de carregamento.

Assim como precisamos usar uma linguagem que os outros possam entender durante uma conversa, as pilhas de carregamento também devem se comunicar de acordo com essa regra. Dessa forma, os EVs podem determinar a quantidade apropriada de carga, e o sistema de gerenciamento da estação de carregamento pode monitorar as operações das pilhas de carregamento. Como resultado, todos podem colaborar para garantir um processo de carregamento seguro e eficiente.

Além disso, este "tradutor" deve atender a certos requisitos, como ser à prova de chuva e impermeável para evitar falhas causadas por condições climáticas; também deve garantir segurança e ausência de vazamentos. Além disso, deve ter capacidades de comunicação estáveis para manter contato contínuo e evitar "quebras de comunicação".

Em resumo, as pilhas de carregamento são como "postos de gasolina" para EVs. Com este "tradutor", os EVs podem carregar de forma mais conveniente e segura, permitindo que viajem distâncias maiores.

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

⑵ Umidade relativa: 5%～95%;

⑶ Altitude: ≤2000m;

⑷ Resistência a terremotos: semelhante a um "teste de simulação de terremoto" para o equipamento.

Imagine que o solo sob nossos pés começa a se mover como ondas. Esse movimento não é aleatório, semelhante a uma onda senoidal, com movimentos alternados para cima e para baixo.

Existem dois tipos deste movimento. Um é o balanço lateral, como as ondas suaves do mar, balançando horizontalmente. O outro é o movimento de cima para baixo, como quando dirigimos sobre lombadas, o carro sobe e desce. No entanto, a amplitude deste movimento é muito maior do que o que encontramos normalmente.

Durante o balanço lateral, é equivalente a adicionar uma aceleração de 0,3g ao solo, onde "g" representa a aceleração gravitacional que sentimos comumente na Terra. Durante o movimento de subida e descida, é como adicionar uma aceleração de 0,15g ao solo.

Além disso, este "terremoto" não vem uma vez, ele acontece três vezes consecutivas. Cada vez que vem, ele se move de maneira regular como uma onda senoidal.

Este experimento é usado para simular um terremoto para testar se o equipamento pode suportar o impacto de um terremoto sem quebrar.

Em última análise, o equipamento deve ter um bom desempenho neste "teste de simulação de terremoto", ou seja, deve ser capaz de suportar tal "tremor" e ter energia sobressalente. Usamos um número para representar essa energia sobressalente, ou seja, o fator de segurança deve ser maior que 1,67.

Em termos simples, o equipamento deve ser robusto o suficiente para garantir a segurança durante um "terremoto" e não ser danificado.

⑴ O nível de proteção da carcaça da estação de carregamento deve atingir: IP32 para uso interno e IP54 para uso externo. Adicionalmente, dispositivos necessários de proteção contra chuva e sol devem ser instalados.

⑵ Requisitos de tripla proteção (à prova de umidade, mofo e névoa salina): As placas de circuito impresso, conectores e outros componentes do circuito no carregador devem ser protegidos contra umidade, mofo e névoa salina, para que o carregador possa operar normalmente em um ambiente externo úmido e salino.

⑶ Proteção antiferrugem (anti-oxidação): A carcaça de ferro do pilar de carregamento e os suportes e peças de ferro expostos devem adotar medidas de dupla proteção antiferrugem. A carcaça de metal que não seja de ferro também deve ser equipada com uma película protetora anti-oxidação ou tratada com anti-oxidação.

⑷ O invólucro da estação de carregamento deve ser capaz de suportar o teste de resistência ao impacto especificado em 8.2.10 da GB 7251.3-2005.

II. Características da Estrutura do Invólucro da Estação de Carregamento de Chapa Metálica

A estação de carregamento é geralmente composta por um corpo de estação, uma tomada de carregamento, um dispositivo de controle de proteção, um dispositivo de medição, um dispositivo de leitura de cartão, uma interface de interação humano-computador, etc., conforme mostrado na figura abaixo.

A estrutura de chapa metálica do corpo da estação de carregamento é feita de chapa de aço de baixo carbono com cerca de 1,5 mm de espessura. O processo de fabricação envolve perfuração, dobra e soldagem de torres de chapa metálica. Algumas estações de carregamento adotam um design de estrutura de dupla camada, considerando as necessidades de proteção externa e isolamento térmico. A forma geral do produto é principalmente retangular, e a estrutura é soldada como um todo. Superfícies curvas arredondadas são adicionadas em certas áreas para realçar a aparência estética. Para garantir a resistência geral da estação de carregamento, nervuras de reforço ou placas de reforço são geralmente soldadas.

A superfície externa do corpo da estação é geralmente equipada com luzes indicadoras no painel, botões no painel, interfaces de carregamento e orifícios de dissipação de calor, etc. A porta traseira ou lateral é equipada com uma fechadura anti-roubo, e o corpo da estação é fixado à base de instalação por parafusos de ancoragem.

Os fixadores são geralmente feitos de aço galvanizado eletrodepositado ou aço inoxidável. Para garantir que o corpo da estação de carregamento tenha uma certa resistência à corrosão, a estação de carregamento é geralmente pulverizada com revestimento em pó para exteriores ou tinta para exteriores para garantir sua vida útil.

III. Projeto anticorrosivo do corpo da estação de carregamento com estrutura de chapa metálica

⑴ A aparência da estrutura do corpo da estação de carregamento não deve ter cantos afiados.

⑵ Recomenda-se que a tampa superior da estação de carregamento tenha uma inclinação superior a 5° para evitar o acúmulo de água no topo.

⑶ Produtos relativamente selados utilizam desumidificadores para desumidificação, a fim de evitar condensação. Para produtos com necessidades de dissipação de calor e orifícios de dissipação de calor, devem ser utilizados controladores de umidade + aquecedores para desumidificação, a fim de evitar condensação.

⑷ Após a soldagem da chapa metálica, o ambiente externo deve ser totalmente considerado, as soldas externas devem ser totalmente soldadas para atender ao padrão à prova d'água IP54.

⑸ Para estruturas soldadas seladas, como reforços de painel de porta, a pulverização não pode entrar no interior da estrutura selada. O projeto deve ser aprimorado montando após a pulverização, ou soldando com chapas galvanizadas, ou eletroforese após a soldagem e, em seguida, pulverizando.

⑹ Estruturas soldadas devem evitar fendas estreitas e espaços estreitos que não podem ser alcançados por pistolas de pulverização.

⑺ Os furos de dissipação de calor devem ser projetados como componentes o máximo possível para evitar soldas estreitas e entrecamadas.

⑻ Hastes de bloqueio, dobradiças, etc. terceirizadas devem ser feitas de aço inoxidável 304 o máximo possível, e o tempo de resistência à névoa salina neutra GB 2423.17 não deve ser inferior a 96h.

⑼ O método de fixação da placa de identificação é alterado para rebites de repuxo com núcleo à prova d'água ou colagem adesiva. O tratamento à prova d'água deve ser feito quando parafusos forem necessários.

⑽ Todos os fixadores devem ser revestidos com liga de zinco-níquel ou tratados em aço inoxidável 304. Fixadores de liga de zinco-níquel devem atender ao teste de névoa salina neutra por 96 horas sem ferrugem branca. Todos os fixadores expostos devem ser feitos de aço inoxidável 304.

⑾ Fixadores de liga de zinco-níquel devem evitar o uso em conjunto com aço inoxidável.

⑿ Os furos de ancoragem de instalação das estações de carregamento precisam ser pré-processados, e os furos não devem ser perfurados após a colocação das estações de carregamento. Os furos de entrada na parte inferior das estações de carregamento devem ser selados com lama à prova de fogo para evitar que o vapor de água superficial entre no corpo da estação a partir dos furos de entrada. Após a instalação, selante de silicone pode ser aplicado entre o corpo da estação e a plataforma de instalação de cimento para fortalecer a vedação inferior do corpo da estação.

IV. Otimização do Projeto do Processo da Estação de Carregamento

A estrutura da estação de carregamento é bastante complexa, com muitas soldas, intercamadas, e algumas são semi-fechadas ou totalmente fechadas. É como brincar com blocos de construção. Existem lacunas ou locais escondidos entre os blocos, que são difíceis de manusear.

Essas estruturas complexas representam desafios significativos para a produção de estações de carregamento. Em particular, o blindagem eletrostática afeta o método tradicional de pulverização de pó (que é como colocar um "revestimento à prova de ferrugem" na estação de carregamento). A blindagem eletrostática é como um "revestimento invisível" em soldas e intercamadas, impedindo que o pó adira a essas áreas. Como resultado, essas áreas são propensas a ferrugem e danos.

Portanto, o projeto do processo da estação de carregamento requer muito cuidado. Devemos encontrar uma maneira de fazer com que esses locais difíceis também usem um "revestimento à prova de ferrugem" para garantir a durabilidade e a segurança da estação de carregamento. Para resolver este problema, são propostos 5 esquemas de projeto de processo:

a. Sistema de pintura em pó de dupla camada. Primer: pó epóxi anticorrosivo de alta espessura de 50μm; acabamento: pó de poliéster puro resistente às intempéries de 50μm; espessura total: não inferior a 100μm.

b. Base de eletroforese + sistema de pintura em pó. Primer: eletroforese de 20-30μm; acabamento: pó de poliéster puro resistente às intempéries de 50μm; espessura total: não inferior a 70μm.

c. Imersão + sistema de pulverização de pó. Primer: primer anticorrosivo epóxi à base de água (imersão) de 25-30μm; acabamento: pó de poliéster puro resistente às intempéries de 50μm; espessura total: não inferior a 80μm. d. Base de eletroforese + sistema de pintura em pó. Primer: eletroforese de 20-30μm; acabamento: pó de poliéster puro resistente às intempéries de 50μm; espessura total: não inferior a 70μm.

e. Imersão + sistema de pulverização de pó. Primer: primer anticorrosivo epóxi à base de água (imersão) de 25-30μm; pó: pó de poliéster puro resistente às intempéries de 50μm; espessura total: não inferior a 80μm.

Pontos-chave do projeto estrutural da estação de carregamento

Design da aparência: O design da aparência desempenha um papel crucial na experiência do usuário e na aceitação das estações de carregamento. Um bom design de aparência deve ser moderno, intuitivo, ergonômico e alinhado ao planejamento urbano e à estética ambiental.

Materiais estruturais: As estações de carregamento precisam ser duráveis e protetoras. Geralmente são empregados metais ou ligas com forte resistência às intempéries. Ao mesmo tempo, projetos à prova d'água, à prova de poeira e resistentes à corrosão também são muito importantes.

O soquete de carregamento é como a "entrada de energia" dos veículos elétricos. Os designers precisam considerar múltiplos fatores durante seu projeto.

Primeiramente, o soquete deve ser capaz de "reconhecer" a interface de carregamento de diferentes modelos de veículos, assim como plugues e soquetes no uso diário precisam ser compatíveis. Existem muitas marcas e modelos diferentes de VEs, e suas interfaces de carregamento podem variar. Portanto, este soquete de carregamento deve ser um "soquete universal" que suporte múltiplos padrões de carregamento, como CHAdeMO, CCS, Tipo 2 AC, etc.

Em segundo lugar, o soquete deve ser fácil de usar. Imagine o quão inconveniente seria se o soquete fosse difícil de conectar ou desconectar. Os designers devem garantir que o soquete seja fácil de operar.

Acima de tudo, a segurança é a prioridade máxima. A tomada de carregamento deve ter uma função de travamento automático, como adicionar uma "trava de segurança" à tomada para evitar desconexões acidentais. Ela também deve ser equipada com um mecanismo de proteção de segurança, semelhante a colocar um "colete à prova de balas" para proteger contra quaisquer situações inesperadas durante o carregamento e garantir a segurança elétrica.

Em conclusão, esta tomada de carregamento funciona como um "assistente íntimo" para veículos elétricos, sendo inteligente e confiável para tornar o processo de carregamento conveniente e seguro.

Sistema de refrigeração: O calor pode ser gerado durante o carregamento, portanto, um sistema de refrigeração eficaz precisa ser projetado para garantir a estabilidade e a segurança do equipamento. Isso pode incluir ventiladores, dissipadores de calor, etc.

Sistema de distribuição de energia: Um sistema de distribuição de energia razoável precisa ser projetado dentro da estação de carregamento para garantir o fornecimento de energia equilibrado quando vários pontos de carregamento operam simultaneamente e evitar a sobrecarga da rede elétrica.

Projeto de segurança: As estações de carregamento precisam considerar a segurança dos usuários, incluindo projeto anti-choque elétrico, segurança contra incêndio, proteção contra raios, etc. Além disso, as estações de carregamento também devem ter funções de segurança como proteção contra sobrecarga, proteção contra temperatura e proteção contra curto-circuito.

Sistema eletrônico inteligente: Para melhorar o nível de inteligência das estações de carregamento, sistemas eletrônicos avançados precisam ser instalados, incluindo identificação do usuário, sistemas de pagamento, monitoramento remoto e funções de detecção de falhas.

Sistema de gerenciamento de cabos: O gerenciamento dos cabos da estação de carregamento também é um ponto chave de design. Questões como armazenamento de cabos, impermeabilização, anti-roubo e fácil manutenção precisam ser consideradas.

Manutenibilidade: Dado que as estações de carregamento geralmente operam por um longo tempo, a facilidade de manutenção é um aspecto importante do design. O design modular e o monitoramento remoto de falhas podem melhorar a manutenibilidade das estações de carregamento.

As estações de carregamento de que estamos falando agora não devem ser apenas convenientes para carregarmos veículos elétricos, mas também "especialistas ecologicamente corretos".

Assim como defendemos a economia de água e energia na vida cotidiana, os pilares de carregamento também devem ser projetados para serem mais econômicos em termos de energia e ecologicamente corretos. Por exemplo, alguns equipamentos de economia de energia podem ser usados para reduzir o consumo de energia durante a operação.

Além disso, painéis solares podem ser instalados no topo da estação de carregamento, como se fosse um "chapéu solar". Isso permite que a estação de carregamento utilize energia solar para auto-carregamento, reduzindo sua dependência de combustíveis fósseis tradicionais como carvão e petróleo.

Esses projetos precisam ser cuidadosamente considerados, desde a aparência até o sistema interno da estação de carregamento. Dessa forma, a estação de carregamento não só pode fornecer serviços de carregamento convenientes, mas também garantir nosso uso seguro e estável de eletricidade, além de ser fácil de manter. Além disso, sua amizade ambiental contribui para a proteção do nosso planeta.

Olhando para o futuro, as estações de carregamento que são inteligentes e ecologicamente corretas aprimorarão nossas vidas.