作为电动汽车充电的一种终端设备，充电桩设计是一项目系统性工程，需要考虑外观设计、结构设计、材质工艺、开模注塑、生产制造等多个因素。而充电桩结构设计是否合理，直接关系到充电桩功能的实现，性能的可靠性。充电桩结构设计应满足以下基本要求。

一、充电桩结构设计的基本要求

充电桩设备在结构设计上需要满足充电电源模块和电器主回路和控制系统的安装，需要考虑充电模块的散热问题，需要考虑电器主回路的配线和电气安全问题，保证设备功能的实现，及内部结构的稳定性。同时，充电桩是用于新能源纯电动汽车充电的一种终端设备，需要有人机操作界面，需要刷卡使用、按键操作，液晶界面能显示充电量、费用、充电时间等数据，因此在设计操作界面时需要考虑用户操作使用的友好和便捷性。

二、较强的抗电磁干扰能力 

电动汽车电池在充电时，其充放电的工作效率会受周围环境条件的影响，特别是受电磁干扰影响较大。在常温情况下，电池的充放电接收能力较强，随着环境温度的降低，其接受充电的能力也会随之下降。因此，在设计电动汽车充电桩的时候，要具有较强的抗电磁干扰能力，防止因电磁干扰过强影响其充电效率。

三、零部件设计

充电桩内部结构布置应根据电器功能的要求，采用模块化设计，每一个电器功能单元安装到一个安装整板上面。同时，根据产品的电气原理图的走线要求，实现合理化布置。桩体内主回路走线设计为自下而上，从左到右。因此，内部电器件布局从下到上依次为交流进线部分、整流模块部分、直流输出部分、充电接口和控制单元。同时，在走线中要做到强弱电分离，以减少对信号线的电磁干扰。

四、散热结构

　　良好的散热结构决定了充电桩是否具有稳定的性能和使用寿命。良好的散热系统不仅可以提高充电效率，还可以保护主要部件的使用寿命。今天主要谈充电桩系统的散热设计。与通信电源相比，充电桩产品的设计对散热要求更高。

　　以70KW系统为例，目前行业主流模块效率标称为95%，仅模块散热就达到70*0.05*1000=3500W，这意味着充电桩需要在与通信用户外机柜相同体积的情况下散热3倍，对系统的热设计要求极其严格。

       在直流充电桩散热设计中进行了多重保护设计考虑，在风道设计中采用底部进入顶部排除，这样更接近自然原理。与此同时，主要加热元件配有温度传感器，当温度高于安全标准时，自动报警并停止工作，以确保机器的相对安全。

　　目前常用的通讯室外机柜制冷方式有四种：风机直通风，热交换，TEC，空调。

　　1.充电桩风扇通风散热设计

　　风扇直通风的优点是成本低，安装简单，能耗低。缺点是由于直通风，室外灰尘更容易进入机柜。如果使用高密度滤网，需要经常维护和清洗;如果使用高密度滤网，进入机柜的灰尘会更多。该方案常用于移动和连接北方地区。也是目前充电桩的应用模式。

　　2.充电桩换热器散热设计

　　换热方式，柜内与柜外空气在100%隔离的情况下，通过换热器芯进行换热，避免了柜外灰尘对柜内精密通讯设备的污染。能耗低，仅为风机直通风的1.5~2倍。换热器的主要应用场景是室内外温差较大的地区，因此不能大规模使用。

　　回首充电桩，安装场景与通讯室外机柜几乎相同：室外路边，小区，室内外停车场。相同的机柜尺寸散热3倍，的确是一个挑战，这也被证实是目前最困扰充电桩系统生产厂家的难题之一，据报道，由于温度过高而造成模块过温保护的案例并不少见

五、使用环境要求

电动汽车充电桩是户外型设施，整个设计过程中，为适应户外极端天气的影响，应利用不锈钢结构，从而起到防尘、防雨、防极端恶劣天气的作用。同时，电动汽车充电桩的显示区、刷卡区应采用PC材料，该材料具有很强的抗腐蚀性，同时具有阻燃、自熄等优点，其韧性和强度都较好，能够经受住重压的作用。

根据国网Q/GDW485-2010《电动汽车交流充电桩技术条件》标准的要求。充电桩设计应满足户外使用环境要求环境使用需要，具体要求如下：环境温度：-20℃～+50℃；湿度：5～95%（无凝结）。在IP防护设计上应满足《GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）》IP54等级的防护能力要求，满足GB/T4797.6-1995《电工电子产品自然环境条件尘、沙、盐雾》中表9的要求，保证充电桩能在户外潮湿、含盐雾的环境下正常运行。

此外，充电桩结构设计在保证设备功能实现的基础上，还应配合充电桩的外观设计，这需要结构工程师与ID设计协作完成。充电桩造型应简洁直观，形象独特鲜明，具有创意，视觉上区别于同类充电桩设备，给人以深刻的印象。