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作為電動汽車充電的一種終端設備，充電樁設計是一項目系統(tǒng)性工程，需要考慮外觀設計、結(jié)構(gòu)設計、材質(zhì)工藝、開模注塑、生產(chǎn)制造等多個因素。而充電樁結(jié)構(gòu)設計是否合理，直接關系到充電樁功能的實現(xiàn)，性能的可靠性。充電樁結(jié)構(gòu)設計應滿足以下基本要求。

一、充電樁結(jié)構(gòu)設計的基本要求

充電樁設備在結(jié)構(gòu)設計上需要滿足充電電源模塊和電器主回路和控制系統(tǒng)的安裝，需要考慮充電模塊的散熱問題，需要考慮電器主回路的配線和電氣安全問題，保證設備功能的實現(xiàn)，及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，充電樁是用于新能源純電動汽車充電的一種終端設備，需要有人機操作界面，需要刷卡使用、按鍵操作，液晶界面能顯示充電量、費用、充電時間等數(shù)據(jù)，因此在設計操作界面時需要考慮用戶操作使用的友好和便捷性。

二、較強的抗電磁干擾能力 

電動汽車電池在充電時，其充放電的工作效率會受周圍環(huán)境條件的影響，特別是受電磁干擾影響較大。在常溫情況下，電池的充放電接收能力較強，隨著環(huán)境溫度的降低，其接受充電的能力也會隨之下降。因此，在設計電動汽車充電樁的時候，要具有較強的抗電磁干擾能力，防止因電磁干擾過強影響其充電效率。

三、零部件設計

充電樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置應根據(jù)電器功能的要求，采用模塊化設計，每一個電器功能單元安裝到一個安裝整板上面。同時，根據(jù)產(chǎn)品的電氣原理圖的走線要求，實現(xiàn)合理化布置。樁體內(nèi)主回路走線設計為自下而上，從左到右。因此，內(nèi)部電器件布局從下到上依次為交流進線部分、整流模塊部分、直流輸出部分、充電接口和控制單元。同時，在走線中要做到強弱電分離，以減少對信號線的電磁干擾。

四、散熱結(jié)構(gòu)

　　良好的散熱結(jié)構(gòu)決定了充電樁是否具有穩(wěn)定的性能和使用壽命。良好的散熱系統(tǒng)不僅可以提高充電效率，還可以保護主要部件的使用壽命。今天主要談充電樁系統(tǒng)的散熱設計。與通信電源相比，充電樁產(chǎn)品的設計對散熱要求更高。

　　以70KW系統(tǒng)為例，目前行業(yè)主流模塊效率標稱為95%，僅模塊散熱就達到70*0.05*1000=3500W，這意味著充電樁需要在與通信用戶外機柜相同體積的情況下散熱3倍，對系統(tǒng)的熱設計要求極其嚴格。

       在直流充電樁散熱設計中進行了多重保護設計考慮，在風道設計中采用底部進入頂部排除，這樣更接近自然原理。與此同時，主要加熱元件配有溫度傳感器，當溫度高于安全標準時，自動報警并停止工作，以確保機器的相對安全。

　　目前常用的通訊室外機柜制冷方式有四種：風機直通風，熱交換，TEC，空調(diào)。

　　1.充電樁風扇通風散熱設計

　　風扇直通風的優(yōu)點是成本低，安裝簡單，能耗低。缺點是由于直通風，室外灰塵更容易進入機柜。如果使用高密度濾網(wǎng)，需要經(jīng)常維護和清洗;如果使用高密度濾網(wǎng)，進入機柜的灰塵會更多。該方案常用于移動和連接北方地區(qū)。也是目前充電樁的應用模式。

　　2.充電樁換熱器散熱設計

　　換熱方式，柜內(nèi)與柜外空氣在100%隔離的情況下，通過換熱器芯進行換熱，避免了柜外灰塵對柜內(nèi)精密通訊設備的污染。能耗低，僅為風機直通風的1.5~2倍。換熱器的主要應用場景是室內(nèi)外溫差較大的地區(qū)，因此不能大規(guī)模使用。

　　回首充電樁，安裝場景與通訊室外機柜幾乎相同：室外路邊，小區(qū)，室內(nèi)外停車場。相同的機柜尺寸散熱3倍，的確是一個挑戰(zhàn)，這也被證實是目前最困擾充電樁系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的難題之一，據(jù)報道，由于溫度過高而造成模塊過溫保護的案例并不少見

五、使用環(huán)境要求

電動汽車充電樁是戶外型設施，整個設計過程中，為適應戶外極端天氣的影響，應利用不銹鋼結(jié)構(gòu)，從而起到防塵、防雨、防極端惡劣天氣的作用。同時，電動汽車充電樁的顯示區(qū)、刷卡區(qū)應采用PC材料，該材料具有很強的抗腐蝕性，同時具有阻燃、自熄等優(yōu)點，其韌性和強度都較好，能夠經(jīng)受住重壓的作用。

根據(jù)國網(wǎng)Q/GDW485-2010《電動汽車交流充電樁技術條件》標準的要求。充電樁設計應滿足戶外使用環(huán)境要求環(huán)境使用需要，具體要求如下：環(huán)境溫度：-20℃～+50℃；濕度：5～95%（無凝結(jié)）。在IP防護設計上應滿足《GB4208-1993外殼防護等級（IP代碼）》IP54等級的防護能力要求，滿足GB/T4797.6-1995《電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件塵、沙、鹽霧》中表9的要求，保證充電樁能在戶外潮濕、含鹽霧的環(huán)境下正常運行。

此外，充電樁結(jié)構(gòu)設計在保證設備功能實現(xiàn)的基礎上，還應配合充電樁的外觀設計，這需要結(jié)構(gòu)工程師與ID設計協(xié)作完成。充電樁造型應簡潔直觀，形象獨特鮮明，具有創(chuàng)意，視覺上區(qū)別于同類充電樁設備，給人以深刻的印象。