I. Технические требования к зарядным станциям

Зарядные станции служат "заправочными станциями" для электромобилей. Существует три основных типа: зарядные станции переменного тока, зарядные станции постоянного тока и интегрированные зарядно-разрядные станции переменного/постоянного тока, способные как к зарядке переменным, так и постоянным током.

Зарядные станции постоянного тока похожи на "рестораны быстрого питания" на автомагистралях. Они обеспечивают быструю зарядку, что делает их подходящими для установки в таких местах, как автомагистрали и специализированные зарядные станции. Это позволяет электромобилям быстро "заправляться" и продолжать свой путь.

Зарядные станции переменного тока похожи на "магазины у дома" в сообществах. Хотя они заряжают медленно, они очень удобны. Обычно их устанавливают в жилых районах, на парковках, в местах для парковки вдоль дорог и на сервисных зонах автомагистралей, позволяя людям заряжать свои автомобили в любое время и в любом месте.

Современные зарядные станции очень умные и способны на "общение". Однако они не общаются случайным образом; вместо этого они следуют "протоколу", известному как OCPP1.6. Этот "протокол" похож на общие "правила языка", которые обеспечивают бесшовное "общение" между зарядными станциями, электромобилями и системами управления зарядными станциями.

Так же, как нам нужно использовать язык, который другие могут понять во время разговора, зарядные станции также должны общаться в соответствии с этим правилом. Таким образом, электромобили могут определить соответствующее количество заряда, а система управления зарядными станциями может контролировать работу зарядных станций. В результате все могут сотрудничать, чтобы обеспечить безопасный и эффективный процесс зарядки.

Более того, этот "переводчик" должен соответствовать определенным требованиям, таким как защита от дождя и воды, чтобы предотвратить сбои, вызванные погодными условиями; он также должен обеспечивать безопасность и отсутствие утечек. Кроме того, он должен иметь стабильные возможности связи для поддержания непрерывного контакта и избежания "сбоев связи".

В заключение, зарядные станции похожи на "автозаправочные станции" для электромобилей. С этим "переводчиком" электромобили могут заряжаться более удобно и безопасно, что позволяет им преодолевать большие расстояния.

⑴ Рабочая температура окружающей среды: -20℃～+50℃;

⑵ Относительная влажность: 5%～95%;

⑶ Высота над уровнем моря: ≤2000 м;

⑷Сейсмостойкость: аналогично «испытанию на сейсмическое воздействие» для оборудования.

Представьте, что земля под ногами начинает двигаться, как волны. Это движение не случайно, оно похоже на синусоидальную волну, с чередующимися движениями вверх и вниз.

Существует два типа этого движения. Одно — это боковое покачивание, похожее на нежные волны на море, покачивающиеся горизонтально. Другое — это движение вверх-вниз, как когда мы проезжаем "лежачих полицейских", машина подпрыгивает вверх и вниз. Однако амплитуда этого движения намного больше, чем мы обычно встречаем.

При боковом раскачивании это эквивалентно добавлению ускорения 0,3g к земле, где "g" обозначает гравитационное ускорение, которое мы обычно ощущаем на Земле. При движении вверх-вниз это похоже на добавление ускорения 0,15g к земле.

Более того, это "землетрясение" происходит не один раз, а три раза подряд. Каждый раз оно движется по регулярной синусоиде.

Этот эксперимент используется для имитации землетрясения, чтобы проверить, может ли оборудование выдержать удар землетрясения без поломки.

В конечном итоге, оборудование должно хорошо показать себя в этом "испытании на симуляцию землетрясения", то есть оно должно выдерживать такое "дрожание" и иметь запас мощности. Мы используем число для обозначения этого запас мощности, то есть коэффициент безопасности должен быть больше 1,67.

Проще говоря, оборудование должно быть достаточно прочным, чтобы обеспечить безопасность во время "землетрясения" и не повредиться.

⑴ Уровень защиты корпуса зарядной станции должен достигать: IP32 для внутреннего использования и IP54 для наружного использования. Кроме того, должны быть установлены необходимые устройства для защиты от дождя и солнца.

⑵ Трехзащитные требования (влагозащита, защита от плесени и защита от солевого тумана): Печатные платы, разъемы и другие компоненты схемы зарядного устройства должны быть защищены от влаги, плесени и солевого тумана, чтобы зарядное устройство могло нормально работать во влажной и соленой наружной среде.

⑶ Антикоррозийная (антиокислительная) защита: Железный корпус зарядной станции, а также открытые железные кронштейны и детали должны иметь двухслойную антикоррозийную защиту. Корпус из нежелезных металлов также должен быть оснащен антиокислительной защитной пленкой или обработан антиокислительным составом.

⑷ Корпус зарядной станции должен выдерживать испытание на ударную прочность, указанное в разделе 8.2.10 стандарта GB 7251.3-2005.

II. Характеристики конструкции корпуса зарядной станции из листового металла

Зарядная станция, как показано на рисунке ниже, как правило, состоит из корпуса станции, зарядного разъема, устройства защиты и управления, измерительного устройства, устройства считывания карт, интерфейса взаимодействия человека с компьютером и т. д.

Корпус зарядной станции изготовлен из листовой стали толщиной около 1,5 мм из низкоуглеродистой стали. Производственный процесс включает штамповку, гибку и сварку листового металла. Некоторые зарядные станции имеют двухслойную конструкцию, учитывая потребности в наружной защите и теплоизоляции. Общая форма изделия в основном прямоугольная, а каркас сваривается целиком. В определенных местах добавлены скругленные изогнутые поверхности для улучшения эстетического вида. Для обеспечения общей прочности зарядной станции обычно привариваются ребра жесткости или усиливающие пластины.

На внешней поверхности корпуса станции обычно расположены индикаторные лампы, кнопки, зарядные интерфейсы и отверстия для теплоотвода. На задней или боковой стороне имеется противоугонный замок, а корпус станции крепится к установочному основанию анкерными болтами.

Крепежные элементы обычно изготавливаются из гальванизированной или нержавеющей стали. Для обеспечения определенной коррозионной стойкости корпуса зарядной станции, она обычно покрывается наружной порошковой краской или наружной краской для обеспечения срока службы.

III. Антикоррозийная конструкция корпуса зарядной станции из листового металла

⑴ Конструкция корпуса зарядной станции не должна иметь острых углов.

⑵ Рекомендуется, чтобы верхняя крышка зарядной станции имела уклон более 5°, чтобы предотвратить скопление воды сверху.

⑶ Относительно герметичные изделия используют осушители для осушения, чтобы предотвратить конденсацию. Для изделий, требующих теплоотвода и имеющих отверстия для теплоотвода, следует использовать контроллеры влажности + нагреватели для осушения, чтобы предотвратить конденсацию.

⑷ После сварки листового металла следует полностью учитывать условия окружающей среды. Внешние сварные швы должны быть полностью проварены для соответствия стандарту водонепроницаемости IP54.

⑸ Для герметичных сварных конструкций, таких как усилители дверных панелей, распыление не должно попадать внутрь герметичной конструкции. Конструкция должна быть улучшена путем сборки после распыления, или сварки оцинкованными листами, или электрофореза после сварки, а затем распыления.

⑹ Сварные конструкции должны избегать узких зазоров и узких пространств, куда не может проникнуть распылитель.

⑺ Отверстия для теплоотвода по возможности следует проектировать как отдельные компоненты, чтобы избежать узких сварных швов и прослоек.

⑻ Закупаемые тяги замков, петли и т. д. по возможности должны быть изготовлены из нержавеющей стали 304, а время сопротивления нейтральному солевому туману по стандарту GB 2423.17 должно быть не менее 96 часов.

⑼ Метод крепления таблички изменен на водонепроницаемые вытяжные заклепки или клеевое соединение. При использовании винтов необходимо выполнять водонепроницаемую обработку.

⑽ Все крепежные элементы должны быть с покрытием из цинк-никелевого сплава или обработаны из нержавеющей стали 304. Крепежные элементы из цинк-никелевого сплава должны соответствовать тесту на нейтральный солевой туман в течение 96 часов без белой ржавчины. Все открытые крепежные элементы должны быть изготовлены из нержавеющей стали 304.

⑾ Крепежные элементы из цинк-никелевого сплава следует избегать использовать совместно с нержавеющей сталью.

⑿ Установочные анкерные отверстия зарядных станций должны быть предварительно обработаны, а отверстия не должны сверлиться после установки зарядных станций. Входные отверстия в нижней части зарядных станций должны быть загерметизированы огнеупорной глиной для предотвращения попадания поверхностной водяной пары в корпус станции через входные отверстия. После установки силиконовый герметик может быть нанесен между корпусом станции и цементной установочной платформой для усиления нижней герметизации корпуса станции.

IV. Оптимизация технологического проектирования зарядных станций

Конструкция зарядной станции довольно сложна, имеет множество сварных швов, прослоек, а некоторые из них полузакрытые или полностью закрытые. Это похоже на игру с конструктором. Между деталями есть зазоры или скрытые места, с которыми трудно работать.

Эти сложные конструкции создают значительные трудности при производстве зарядных станций. В частности, электростатическое экранирование влияет на традиционный метод порошкового напыления (который подобен нанесению «антикоррозийного покрытия» на зарядную станцию). Электростатическое экранирование действует как «невидимое пальто» на сварных швах и прослойках, препятствуя прилипанию порошка к этим участкам. В результате эти участки подвержены ржавчине и повреждениям.

Поэтому проектирование технологического процесса зарядной станции требует большой осторожности. Мы должны найти способ, чтобы эти труднодоступные места также получили «антикоррозийное покрытие» для обеспечения долговечности и безопасности зарядной станции. Для решения этой проблемы предлагаются 5 схем технологического проектирования:

а. Двухслойная система порошкового покрытия. Грунтовка: 50 мкм эпоксидный тяжелый антикоррозийный порошок; верхний слой: 50 мкм чистый полиэстеровый атмосферостойкий порошок; общая толщина: не менее 100 мкм.

б. Электрофорезная грунтовка + система порошкового покрытия. Грунтовка: электрофорез 20-30 мкм; верхний слой: 50 мкм чистый полиэстеровый атмосферостойкий порошок; общая толщина: не менее 70 мкм.

в. Окунание + система порошкового напыления. Грунтовка: водоэмульсионная эпоксидная антикоррозийная грунтовка (окунание) 25-30 мкм; верхний слой: 50 мкм чистый полиэстеровый атмосферостойкий порошок; общая толщина: не менее 80 мкм. г. Электрофорезная грунтовка + система порошкового покрытия. Грунтовка: электрофорез 20-30 мкм; верхний слой: 50 мкм чистый полиэстеровый атмосферостойкий порошок; общая толщина: не менее 70 мкм.

д. Окунание + система порошкового напыления. Грунтовка: водоэмульсионная эпоксидная антикоррозийная грунтовка (окунание) 25-30 мкм; порошок: чистый полиэстеровый атмосферостойкий порошок 50 мкм; общая толщина: не менее 80 мкм.

Ключевые моменты проектирования конструкции зарядной станции

Дизайн внешнего вида: Дизайн внешнего вида играет решающую роль в пользовательском опыте и принятии зарядных станций. Хороший дизайн внешнего вида должен быть современным, интуитивно понятным, эргономичным и соответствовать городскому планированию и эстетике окружающей среды.

Конструкционные материалы: Зарядные станции должны быть долговечными и защищенными. Обычно используются металлы или сплавы с высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. В то же время очень важны водонепроницаемая, пыленепроницаемая и коррозионностойкая конструкция.

Зарядная розетка — это «энергетический вход» для электромобилей. При ее проектировании дизайнеры должны учитывать множество факторов.

Во-первых, розетка должна уметь «распознавать» зарядный интерфейс различных моделей автомобилей, подобно тому, как вилки и розетки в повседневной жизни должны быть совместимы. Существует множество различных марок и моделей электромобилей, и их зарядные интерфейсы могут отличаться. Поэтому эта зарядная розетка должна быть «универсальной розеткой», поддерживающей несколько стандартов зарядки, таких как CHAdeMO, CCS, Type 2 AC и т. д.

Во-вторых, розетка должна быть удобной для пользователя. Представьте, насколько неудобно было бы, если бы розетку было трудно вставить или вынуть. Дизайнеры должны убедиться, что розетка проста в эксплуатации.

Самое главное — безопасность превыше всего. Зарядная розетка должна иметь функцию самоблокировки, подобно добавлению "защитного замка" к розетке для предотвращения случайного отсоединения. Она также должна быть оснащена механизмом защиты безопасности, подобно надеванию "бронежилета" для защиты от любых неожиданных ситуаций во время зарядки и обеспечения электробезопасности.

В заключение, эта зарядная розетка функционирует как "заботливый помощник" для электромобилей, будучи умной и надежной, чтобы сделать процесс зарядки удобным и безопасным.

Система охлаждения: При зарядке может выделяться тепло, поэтому необходимо спроектировать эффективную систему охлаждения для обеспечения стабильности и безопасности оборудования. Это может включать вентиляторы, радиаторы и т. д.

Система распределения питания: Внутри зарядной станции должна быть спроектирована разумная система распределения питания для обеспечения сбалансированного питания при одновременной работе нескольких зарядных точек и предотвращения перегрузки электросети.

Конструкция безопасности: Зарядные станции должны учитывать безопасность пользователей, включая защиту от поражения электрическим током, пожарную безопасность, защиту от молнии и т. д. Кроме того, зарядные станции должны иметь такие функции безопасности, как защита от перегрузки, защита от перегрева и защита от короткого замыкания.

Интеллектуальная электронная система: Для повышения уровня интеллектуальности зарядных станций необходимо установить передовые электронные системы, включая идентификацию пользователя, платежные системы, удаленный мониторинг и функции обнаружения неисправностей.

Система управления кабелями: Управление кабелями зарядной станции также является ключевым моментом в дизайне. Необходимо учитывать такие вопросы, как хранение кабелей, гидроизоляция, защита от кражи и простота обслуживания.

Техническое обслуживание: Учитывая, что зарядные станции обычно работают в течение длительного времени, простота обслуживания является важным аспектом дизайна. Модульная конструкция и удаленный мониторинг неисправностей могут повысить ремонтопригодность зарядных станций.

Зарядные станции, о которых мы сейчас говорим, должны быть не только удобными для зарядки электромобилей, но и "экспертами по охране окружающей среды".

Подобно тому, как мы выступаем за экономию воды и электроэнергии в повседневной жизни, зарядные станции также должны быть спроектированы так, чтобы быть более энергосберегающими и экологически чистыми. Например, некоторое энергосберегающее оборудование может использоваться для снижения энергопотребления во время работы.

Кроме того, на верхнюю часть зарядной станции можно установить солнечные панели, как будто надев на нее "солнечную шляпу". Это позволяет зарядной станции использовать солнечную энергию для самозарядки, снижая ее зависимость от традиционных ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть.

Эти конструкции требуют тщательного рассмотрения, начиная от внешнего вида и заканчивая внутренней системой зарядной станции. Таким образом, зарядная станция может не только предоставлять удобные услуги зарядки, но и обеспечивать нашу безопасную и стабильную эксплуатацию электроэнергии, а также быть простой в обслуживании. Более того, ее экологичность вносит вклад в защиту нашей планеты.

Заглядывая в будущее, зарядные станции, которые будут одновременно умными и экологически чистыми, улучшат нашу жизнь.