Ein Großteil der Leistungselektronik einer Gleichstrom-Schnellladestation ist in einem Standgehäuse untergebracht, das üblicherweise im Freien aufgestellt wird. Die beiden Hauptbelastungen für ein solches Gehäuse sind die beim Ladevorgang entstehende Wärme und die Witterungseinflüsse, wenn es nicht geladen wird.
Diese Kräfte wirken einander entgegen. Eine Lüftungsöffnung lässt Regen eindringen. Eine Dichtung, die Wasser abhalten soll, staut Wärme. Daher kann kein einzelnes Bauteil beide Probleme lösen. Gehäuse werden als Gesamtsystem konzipiert, das Luftströmungswege, Abdichtung, Materialstärke und Beschichtung umfasst und muss als solches geplant werden, bevor die erste Platte zugeschnitten wird.
SanJun Hardware ist ein chinesischer Hersteller von kundenspezifischen Blechgehäusen mit einer 5.000 Quadratmeter großen, ISO 9001-zertifizierten Produktionsstätte in Guangdong, China. Wir gehören zu den führenden chinesischen Herstellern von kundenspezifischen Gehäusen und sind seit 2010 auf die Fertigung von Metallteilen und Gehäusen aller Art spezialisiert. In diesem Artikel erläutern wir, wie wir bei der Herstellung von Ladesäulengehäusen Wärmeschutz und Witterungsbeständigkeit integrieren. DC-Schnellladesäulen von 60 kW und mehr.
Leistungsmodule, Schütze und Kabel erzeugen auch während des Ladevorgangs eines Fahrzeugs weiterhin Wärme. Zusätzlich trägt das Gehäuse zur Sonneneinstrahlung bei, wodurch die Temperatur in der Ladestation bei hohen sommerlichen Außentemperaturen ansteigt.
Die Leistungsreduzierung der Elektronik bei steigender Temperatur sowie die kürzere Lebensdauer von Kondensatoren und Steckverbindern bedeuten, dass selbst ein Schaltschrank, der im Werk einen 25 °C-Test bestanden hat, im August am Straßenrand vorzeitig ausfallen kann.
Windgetriebener Regen, Staub, Kondenswasser usw. versuchen, in das Gehäuse einzudringen. Auch die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht können Feuchtigkeit in den Schrank bringen, die sich an Stromschienen und Steckverbindern absetzt. An Küstenstandorten oder auf Straßen mit Salzeis wird die normale Belastung des Schranks durch Korrosion zusätzlich erhöht.
Anstatt durch Löcher im Blech einzudringen, gelangt Wasser häufiger über Kabeleinführungen in ein Gehäuse, sickert durch Nahtfugen in Türen oder einfach dadurch, dass sich nicht unterstützte Dichtungsfugen verschoben haben.
In einem Gehäuse mit aufsteigender Wärme strömt die Luft normalerweise von unten nach oben. Kühle Luft gelangt durch die Lüftungsschlitze an der Unterseite ins Gehäuse, durchströmt die Leistungsmodule und tritt dann oben aus. Die Lufteinlassöffnungen sind von den Abluftöffnungen entfernt angeordnet, um einen Rückfluss der Abluft durch die Einlassöffnungen zu verhindern.
Der Winkel der Lamellen bestimmt die Luftmenge und gleichzeitig den Regenabfluss. Die Lamellen müssen so konstruiert sein, dass ein optimales Gleichgewicht zwischen diesen beiden Anforderungen besteht. Die Größe der Lüftungsöffnung richtet sich nach der berechneten Wärmelast des Laderauminhalts. Ist der Laderaum zu dicht, wird der Inhalt überhitzt. Ist er hingegen zu weit geöffnet, dringt die Witterung mit all ihren negativen Auswirkungen ein. All dies lässt sich berechnen, variiert aber je nach Ladestation (überdachter Standort oder offene Ladestation am Straßenrand).
Konvektionskühlung kann geringe Wärmemengen abführen. Leistungsstärkere Leistungsmodule benötigen jedoch eine Zwangsluftkühlung. Daher werden bei der Panelherstellung die Löcher für die Lüfter nicht nachträglich in das Panel gebohrt, sondern bereits im Rahmen der Panelfertigung ausgeschnitten.
Ein gefilterter Lufteinlass führt in der Regel zu einem höheren Druckverlust als ein offener, hält aber saubere Luft im Gehäuse und Staub fern. Ein Filter, der nie gereinigt wird, kann zu Überhitzung führen. Daher ist es ratsam, den Filter zu warten, ohne das Gehäuse zu öffnen. Um die Wärme im Gehäuse abzuleiten, werden üblicherweise Kanäle und Leitbleche angebracht, die den Luftstrom zu den heißesten Bereichen des Systems lenken, anstatt ihn in einer Ecke zu stauen. Für besonders anspruchsvolle Umgebungen kann ein Wärmetauscher oder eine Klimaanlage in die Konstruktion integriert werden.
Unsere Standardpakete werden projektbezogen individuell zusammengestellt und sind nicht in einem Katalog vorrätig. Beispielsweise fertigen wir … Ladesäulengehäuse Die Geräte könnten als Stand-, Wand- oder Mastversionen hergestellt werden, jeweils mit einer für den jeweiligen Einsatzort optimierten Abdichtungslösung.
Die meisten unserer Ladesäulengehäuse sind standardmäßig mit einem IP54/55-geschützten Gehäuse ausgestattet. Für Standorte mit erhöhten Schutzanforderungen können unsere Ladesäulengehäuse jedoch mit zusätzlichen Dichtungen, abgedichteten Verschraubungen usw. ausgestattet werden, um die erforderliche Schutzart IP65 zu erreichen.
Die schwächste Stelle einer Dichtung ist meist die am stärksten beanspruchte. Eine Dichtung hingegen läuft in einer durchgehenden Nut. Die Verbindungsstellen werden so weit wie möglich von Ecken entfernt platziert, um Undichtigkeiten zu vermeiden. Eine Tür wird beispielsweise abgedichtet, indem eine Dichtung gleichmäßig über ihren gesamten Hubweg komprimiert wird. Der Schließpunkt befindet sich so nah wie möglich am Rand der Dichtung, um einen gleichmäßigen Druck auszuüben.
Besonderes Augenmerk muss auf die Kabeleinführungen gelegt werden. Jedes Kabel muss mit einer abgedichteten Kabelverschraubung und einer geeigneten Zugentlastung versehen sein. Zusätzlich muss eine Entwässerung vorgesehen werden. Das Dach muss so konstruiert sein, dass Wasser ablaufen kann, und alle Hohlräume im Inneren, die Feuchtigkeit ausgesetzt sind, müssen entwässert werden können.
Eine witterungsbeständige Pulverbeschichtung von 60–80 µm wird auf Außengehäuse auf eine entsprechend vorbehandelte Oberfläche aufgebracht. Neben der Beschichtung müssen zuvor Entfettung und Phosphatierung durchgeführt und die Haftung geprüft werden. Der Gitterschnitttest sowie Korrosionsprüfungen im Salzsprühnebeltest sind typische Vorserienprüfungen für Lackierungen.
Die Auswahl geeigneter Materialien hängt von den spezifischen Projektbedingungen und dem verfügbaren Budget ab. Jedes geeignete Material weist ein eigenes Kosten-Gewichts-Verhältnis hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit auf.
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Material |
Wo es passt |
Abwägungen |
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SPCC-Kaltwalzstahl mit Pulverbeschichtung |
Geschützte und Inneninstallationen |
Kostengünstigste Oberflächenbehandlung; erfordert einen geeigneten Schallschutz-Beschichtungsprozess für den Außeneinsatz. |
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SGCC-verzinkter Stahl |
Allgemeine Außenstandorte, übliche Standardeinstellungen |
Die Zinkbeschichtung bietet einen gewissen Schutz für freiliegende Schnittkanten. Das Material ist schwerer als Aluminium. |
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Edelstahl SUS304 |
Standorte mit hoher Luftfeuchtigkeit oder häufigen Reinigungsarbeiten |
Gute Korrosionsbeständigkeit; höhere Material- und Formkosten |
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Aluminium 5052 |
Gewichtsabhängige oder mastmontierte Einheiten |
Leicht, leitet Wärme schnell weiter. Es lässt sich leicht verbeulen, anstatt Stahl zu schneiden. |
Gehäuse für leichte Anwendungen werden aus 1,2 mm starkem Material gefertigt, während Gehäuse für höhere Leistungen oder Standorte mit hohem Vandalismusrisiko aus 3,0 mm starkem Material für zusätzliche Stabilität bestehen. Dickeres Material ist teurer zu biegen und zu transportieren, daher verwenden wir ausschließlich die für den jeweiligen Installationsort erforderliche Materialstärke.
Die klare Definition der Spezifikationen für Ladegehäuse spart in jedem Projekt viel Zeit. Hier sind die SanJun-Hardware-Spezifikationen, die den Umfang für Ladegehäuse von der ersten Angebotsanfrage bis zum Produktionsabschluss festlegen.
Wärmelast und Modulanordnung zur Dimensionierung der Lüftungsfläche und des Luftstrompfads.
Umgebungstemperaturbereich und ob der Standort exponiert, offen oder küstennah ist.
Ziel-Schutzart, angegeben als Zahl wie IP54 oder IP65 anstatt als „wetterfest“.
Montageart: Standfuß, Wandmontage oder Mastmontage.
Kabeleinführungspositionen und Kabelgrößen gemäß Verdrahtungsplan.
Ausschnitte in der Frontblende für Bildschirm, Kartenleser und Not-Aus-Taster.
Beschichtungsspezifikation, Farbe und jegliches Branding.
Mengenstaffelung – Prototypen werden anders bepreist als Serienfertigungen.
Wir prüfen Ihre Zeichnungen/Modulspezifikationen vorab auf mögliche Fertigungsprobleme und Toleranzabweichungen, bevor wir Standardgehäuse innerhalb von 7 bis 15 Werktagen produzieren. Kundenspezifische Gehäuse werden je nach Komplexität innerhalb von 20 bis 30 Werktagen und länger gefertigt. Wir stellen Ihnen auch gerne als erste Bestellung einen Prototyp zur Verfügung.
Wärmeleistung und Witterungsschutz müssen als zwei untrennbare Elemente im Luftstrom konzipiert werden – mit effektiver Abdichtung, geeigneter Wandstärke und der richtigen Beschichtung. Ein Schaltschrank an einem Straßenrand ist im Sommer bei korrekter Konstruktion flüsterleise. Doch diese absolute Stille lässt sich im Falle einer Störung nicht wiederherstellen, und der Kundendienst kann den unvermeidlichen Ausfall nicht mehr beheben.
SanJun Hardware Wir bieten OEMs und Betreibern von Ladestationen kundenspezifische DC-Schnellladegehäuse sowie DFM- und Oberflächenprüfungen an. Gerne prüfen wir Ihre Zeichnungen oder Modulspezifikationen und erstellen eine Bewertung, die Ihr Ladeprojekt unterstützt.
A: Ja. Standardmäßige Dichtungspakete sind für IP54/IP55 ausgelegt. Für anspruchsvollere Anwendungen können verbesserte Dichtungen, abgedichtete Kabelverschraubungen usw. mit geeignetem Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern verwendet werden, um die Schutzart IP65 zu erreichen. Dies muss vor dem Versand formell geprüft und gemäß der angegebenen Schutzart verifiziert werden.
A: Konvektion muss nur bei geringen Wärmelasten in sehr dicht gepackten Systemen aktiviert werden. Niederdruckseitige Lufteinlässe, wie sie beispielsweise durch Niederdruck-Lamellen gebildet werden, können mit hochliegenden Auslässen oder sogar einer Dachlüftung kombiniert werden, um einen effektiven Luftstrom durch das System zu erzeugen. Interne Kanäle können dann geschaffen werden, um den Luftstrom zum Bereich mit der höchsten Temperatur im System zu lenken. Auf der Niederdruckseite sind Halterungen für Ventilatoren und gefilterte Lufteinlässe vorgesehen.
A: Standardlagerartikel werden in der Regel innerhalb von 7–15 Werktagen versandt. Sonderanfertigungen von Strukturbauteilen haben längere Lieferzeiten, üblicherweise 20–30 Werktage oder mehr, abhängig von Größe, Materialstärke und gewünschten Sonderausführungen. Auch bei Einzelbestellungen werden zunächst Prototypen angefertigt. Diese werden nach Fertigstellung versandt.
A: Ja. Zeichnungen, 3D-Modelle oder Handskizzen mit den wichtigsten Maßen genügen für den Anfang. Das Ingenieurteam prüft die Herstellbarkeit, schlägt Optimierungen der Struktur vor und bestätigt die produktionsreifen Zeichnungen vor dem Zuschnitt. Prototypenbestellungen beginnen bei einem Stück, und die Musterkosten können bei größeren Bestellmengen angerechnet werden.
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