新能源汽車充電樁設(shè)計(jì)

7/7新能源汽車充電樁設(shè)計(jì)鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

題目：新能源汽車充電裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程名稱：專題設(shè)計(jì)

學(xué)生姓名：王俊靈學(xué)號(hào)：1502140101

專業(yè)：工業(yè)設(shè)計(jì)

院（系）：機(jī)電工程學(xué)院

目錄

新型能源家用汽車充電裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1)

一．產(chǎn)品背景(1)

二．項(xiàng)目綜述(1)

2.1設(shè)計(jì)輸入(1)

2.1前期調(diào)研(2)

2.2使用人群分析(3)

2.3同類產(chǎn)品分析(4)

2.4同類產(chǎn)品優(yōu)劣勢(shì)分析(7)

三．設(shè)計(jì)定位(8)

3.1目標(biāo)人群(8)

3.2功能定位(9)

3.3造型定位(9)

3.4市場(chǎng)定位(9)

3.55W2H產(chǎn)品定位(9)

四．設(shè)計(jì)流程(10)

4.1設(shè)計(jì)創(chuàng)意(10)

4.2設(shè)計(jì)構(gòu)思(10)

4.3概念草圖(10)

4.4方案優(yōu)化與篩選(10)

4.5最終確定方案(11)

4.6配色方案(17)

4.7色彩分析(17)

4.8產(chǎn)品人機(jī)分析(18)

4.9設(shè)計(jì)說明(18)

五．產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)階段(19)

5.1產(chǎn)品加工工藝(19)

5.2CMF工藝說明(19)

六．設(shè)計(jì)總結(jié)(20)

附錄：

設(shè)計(jì)排版A4×2

草圖原稿A3×8

新型能源家用汽車充電裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

一．產(chǎn)品背景

隨著環(huán)保呼吁和人們低碳意識(shí)的逐步增強(qiáng)，面對(duì)石油資源的枯竭和全球能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,越來越多的家庭選擇新型能源作為日常出行工具的以驅(qū)動(dòng)原動(dòng)力，其中電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車將逐步取代傳統(tǒng)的燃油車成為轎乘用車市場(chǎng)上的主流。電動(dòng)汽車作為新能源車的代表在其中占據(jù)著較大的比例,做好電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)將會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展提供強(qiáng)大的助推力。

電動(dòng)汽車充電樁是電動(dòng)汽車充能的重要設(shè)備,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)企業(yè)對(duì)新型能源汽車充電樁研究開發(fā)日益熱化，隨著電動(dòng)汽車面對(duì)大眾家庭的普及，應(yīng)當(dāng)積極開展對(duì)于電動(dòng)汽車充電樁的開發(fā)設(shè)計(jì)以便提高電動(dòng)汽車充電樁的智能化水平，遵循綠色環(huán)保出行理念的同時(shí)滿足大眾市場(chǎng)需要的,新型能源充電樁的有效改良和深入設(shè)計(jì)提高電動(dòng)汽車的使用壽命，加快實(shí)現(xiàn)可持續(xù)綠色出行的新時(shí)代目標(biāo)。

二．項(xiàng)目綜述

2.1設(shè)計(jì)輸入

充電樁其功能類似于加油站里面的加油器，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑例如：商場(chǎng)停車廳、公共停車場(chǎng)和居民小區(qū)停車場(chǎng)或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動(dòng)汽車充電。但目前國(guó)內(nèi)新能源電動(dòng)充電樁的開發(fā)技術(shù)尚未成熟和穩(wěn)定，目前階段充電樁一般僅能提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)，智能物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)終端操作便民系統(tǒng)開發(fā)的各種細(xì)節(jié)問題有待深化和研究，目前成功案例的新能源汽車充電樁還局限于公共領(lǐng)域，或者大型內(nèi)部集團(tuán)企業(yè)運(yùn)行，沒有實(shí)現(xiàn)真正的家居便民普及，國(guó)內(nèi)僅有北京，深圳，上海為主要研究陣地其巨大的市場(chǎng)潛力可見一斑。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)行之前，應(yīng)明確現(xiàn)有產(chǎn)品的系列優(yōu)劣勢(shì)，詳細(xì)剖析整合其各部分結(jié)構(gòu)，功能，系統(tǒng)操作的各部分特點(diǎn)，進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)定位，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)為整個(gè)設(shè)計(jì)的重要前提。

2.1前期調(diào)研

調(diào)研方式：網(wǎng)絡(luò)調(diào)研

調(diào)研內(nèi)容：對(duì)深圳博拉圖汽車充電槍技術(shù)服務(wù)商公司，巴斯巴高新技術(shù)企業(yè)新能源產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究區(qū)域進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)問題的網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，及其相關(guān)資料網(wǎng)站查詢。

調(diào)研目的：

通過其企業(yè)提供電動(dòng)汽車充電槍開發(fā)從前期技術(shù)研發(fā)、技術(shù)授權(quán)、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到后期樣機(jī)制作、模具開發(fā)、批量生產(chǎn)等整機(jī)技術(shù)服務(wù)的相關(guān)調(diào)研初步達(dá)到認(rèn)識(shí)目標(biāo)產(chǎn)品的研發(fā)流程和明確各個(gè)子部件的使用方法。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境分析：目前國(guó)內(nèi)充電樁市場(chǎng)主打集團(tuán)內(nèi)部和公共汽車新能源使用在立柱式和壁掛式之間，市場(chǎng)主打品牌主要有特斯拉、許繼、普天、南瑞、奧特迅、坦泰、萬(wàn)馬新能源、依威、巴斯巴等市場(chǎng)推廣層面主要有：特斯拉公司目前在全球有1,359座超級(jí)充電站，11,234個(gè)超級(jí)充電樁其主要推廣立柱式特斯拉專用充電樁為其特斯拉用戶免費(fèi)充電、博拉圖公司專注于汽車新能源充電裝備主打產(chǎn)品主要有新能源國(guó)標(biāo)直流、國(guó)標(biāo)交流、歐標(biāo)和美標(biāo)四種充電槍類型分別為AC-250-EV16/EV32/AC-440-EV16/EV32/EV63,買點(diǎn)在于適合多種壓型使用易充防護(hù)等級(jí)優(yōu)越，巴斯巴主要推出16A/32A交流壁掛式和63A交流立柱式，其買點(diǎn)主要在于刷卡易用，待機(jī)功耗低。

2.2使用人群分析

隨著大眾對(duì)于新能源行業(yè)的關(guān)注度和認(rèn)識(shí)在提升和當(dāng)代生活在城市的居民受汽車限購(gòu)和限行政策的影響，不得不將更多的注意力和需求轉(zhuǎn)向了新能源汽車尤其是北京，嚴(yán)苛的限購(gòu)和限行政策、極低的搖號(hào)中簽率迫使燃油車搖號(hào)參與者紛紛轉(zhuǎn)向新能源汽車，相應(yīng)充電樁設(shè)備的使用人群集中在大中型城市，其中男性居多年齡在30-39歲，其次是新型低碳環(huán)保一族年齡平均在20-29歲，這兩大主體是新能源消費(fèi)的潛在使用者和購(gòu)買主力，是整車企業(yè)所需要關(guān)注的重點(diǎn)營(yíng)銷對(duì)象。對(duì)于他們來說，集優(yōu)良性能和低耗能，綜合創(chuàng)新和使用舒適于一體的充電新能源設(shè)備是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

2.3同類產(chǎn)品分析

各品牌充電樁充電槍套件在各自的經(jīng)營(yíng)理念的范圍之內(nèi)各有不同，材質(zhì)選擇和造型處理，針對(duì)使用新能源類型的異同決定不同的型號(hào)配合，針對(duì)居家使用的整體感官和操作功能分別對(duì)特斯拉和博拉圖進(jìn)行一系列分析：

特斯拉經(jīng)典系列

感官樁體簡(jiǎn)潔流暢有機(jī)形態(tài)，使用舒適，體感較小

感官仿生元素，造型奇特，否有趣味整體黑白灰系列搭配彩色系列，兩側(cè)博拉圖充電樁時(shí)尚落地系列

感官設(shè)計(jì)受大黃蜂汽車的啟發(fā)，簡(jiǎn)約造型與時(shí)尚配色，整體給人以科技、

感官居家墻掛式充電樁，一機(jī)一槍，專用，色彩一致，現(xiàn)代設(shè)計(jì)氣息

博拉圖充電槍國(guó)標(biāo)系列

感官耐高、低溫、能碾壓，亞光配色與黑色相結(jié)合體現(xiàn)出產(chǎn)品的安全與穩(wěn)定

色彩突破于清新系列，整體造型結(jié)構(gòu)有所刪減，更顯易便于拿握充電手同類競(jìng)品品牌主銷產(chǎn)品定位圖示：

2.4同類產(chǎn)品優(yōu)劣勢(shì)分析

三．設(shè)計(jì)定位

3.1目標(biāo)人群

新能源汽車充電裝置為做到適合大眾居家使用，實(shí)現(xiàn)其真正的產(chǎn)品民眾化普及，將該產(chǎn)品適用人群定位在30-39歲的都市大眾，選擇低碳生活的都市一族，適應(yīng)能力強(qiáng)，居家水平中上等階層，消費(fèi)能力中等以上。

3.2功能定位

該產(chǎn)品在造型方面具有較大突破創(chuàng)新，除了滿足居家大眾對(duì)于新能源汽車的充電需求之外，設(shè)計(jì)定位應(yīng)在手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)傳輸，自檢，定時(shí)充電，方便攜帶與移動(dòng)，和諧居家，情感居家等方面做出新的考慮。

3.3造型定位

傳統(tǒng)造型大部分拘泥于立柱和壁掛，造成不能隨時(shí)隨地的進(jìn)行充電工作，該次設(shè)計(jì)造型突破傳統(tǒng)造型，在使用上讓用戶更加方便，更加人性，其次在充電方式應(yīng)作出相應(yīng)的創(chuàng)新，居家使用應(yīng)刪減一系列不必要的功能，例如刷卡充電，這樣就能有效避免充電卡的無(wú)意丟失造成的一時(shí)不便，手機(jī)掃碼智能充電實(shí)現(xiàn)可靠高效的物聯(lián)互通才能進(jìn)一步讓新能源充電裝置更便民更實(shí)用。

3.4市場(chǎng)定位

當(dāng)今市場(chǎng)同類新能源充電產(chǎn)品普遍相似，功能結(jié)構(gòu)大體沒有太過明顯的區(qū)分，產(chǎn)品新穎度不夠，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，造成消費(fèi)者滿意度不高，隨著時(shí)代潮流和各方面信息的普遍融合，消費(fèi)者對(duì)于新能源充電設(shè)備的考慮需求普遍增加，產(chǎn)品的核心亮點(diǎn)的是否突出決定其市場(chǎng)潛力的關(guān)鍵因素，功能創(chuàng)新，造型獨(dú)特，經(jīng)典配色，不同格調(diào)，豐富選擇，是該產(chǎn)業(yè)不斷尋找新的出發(fā)點(diǎn)，帶動(dòng)新能源便民推廣和綠色出行的一大突破點(diǎn)。

3.55W2H產(chǎn)品定位

四．設(shè)計(jì)流程

4.1設(shè)計(jì)創(chuàng)意

本設(shè)計(jì)以便攜，簡(jiǎn)易操作，隨時(shí)充電為出發(fā)點(diǎn)，選用極簡(jiǎn)的幾何形進(jìn)行設(shè)計(jì)草圖推演，輕松實(shí)現(xiàn)移動(dòng)方便，物理操作安全，充電操作快捷的當(dāng)今時(shí)代用戶心理需求和簡(jiǎn)約時(shí)尚的審美需求。

4.2設(shè)計(jì)構(gòu)思

由最初的幾何造型推演出產(chǎn)品草圖初稿，進(jìn)行合理的功能配置和結(jié)構(gòu)考慮進(jìn)行手繪表現(xiàn)，篩選初稿進(jìn)行效果圖軟件建模進(jìn)一步考慮其產(chǎn)品可行性，進(jìn)行局部和整體的設(shè)計(jì)調(diào)整，采納各方面對(duì)于設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的一系列意見，置于產(chǎn)品使用環(huán)境之中綜合考慮產(chǎn)品的用戶使用效果，對(duì)進(jìn)一步產(chǎn)品的成熟推廣進(jìn)行更深一步改造和完善，直至最后成熟產(chǎn)品的后期測(cè)試和根據(jù)后期市場(chǎng)反應(yīng)結(jié)果決定該產(chǎn)品設(shè)計(jì)成果的是否成功，來進(jìn)行適應(yīng)市場(chǎng)和消費(fèi)者相應(yīng)調(diào)整。

4.3概念草圖

4.4方案優(yōu)化與篩選

經(jīng)過草圖的演化進(jìn)行了兩種初期方案的設(shè)計(jì)構(gòu)想，分別以幾何方形靈活角架和橢圓方形的三角支架結(jié)構(gòu)為靈感進(jìn)行充電裝置的初期方案的確定，其草圖方案如下圖所示：

方案一方案二

4.5最終確定方案

經(jīng)過系列草圖演示和初期方案的優(yōu)化和篩選確定方案二為設(shè)計(jì)的最終方案初稿進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化和局部調(diào)整，及其充電槍的細(xì)節(jié)處理，確定方案的初步草圖如下圖所示：

4.5.1產(chǎn)品手繪效果圖

4.5.2產(chǎn)品建模渲染展示:

細(xì)節(jié)一：便攜充電樁電纜收集槽

細(xì)節(jié)二：充電槍充電局部按鈕

細(xì)節(jié)三：充電槍口槽口

局部一

局部二

3D渲染效果圖

局部細(xì)節(jié)效果展示

4.5.3三視圖

4.5.4結(jié)構(gòu)爆炸圖

4.5.5模擬場(chǎng)景圖

4.6配色方案

隨著時(shí)代網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)時(shí)代的到來，產(chǎn)品面對(duì)多元化的消費(fèi)淘汰和競(jìng)爭(zhēng)，特別對(duì)該款新能源充電樁設(shè)計(jì)共有三種配色方案：冷酷紳士黑色，居家凈雅白色，溫暖香檳金色來滿足不同審美需求和格調(diào)迥異的消費(fèi)用戶。

4.7色彩分析

主打款式是冷酷紳士黑色，整體選用黑色凸顯現(xiàn)代成熟穩(wěn)重的居家男士專用體現(xiàn)了低調(diào)與奢華，內(nèi)涵和高效的寓意。香檳金色主要是以當(dāng)代追逐時(shí)尚潮流的個(gè)性新生一代設(shè)計(jì)擁有自己的獨(dú)特魅力，力在表達(dá)對(duì)生活的高逼格追求和溫暖雅致的居家態(tài)度，原色凈雅白色是為當(dāng)代溫柔居家女性的首選，凸顯出最本初的健康材質(zhì)，綠色出行，高效充電的實(shí)用之處。

4.8產(chǎn)品人機(jī)分析

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初考慮了大量的同類產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)的人機(jī)尺寸，在立柱和壁掛之間的同類產(chǎn)品之中存在的問題盡量避免，該設(shè)計(jì)在使用的物理方式為隨時(shí)便攜式，帶有穩(wěn)定的三足立柱來支撐整個(gè)充電樁的外機(jī)，其高度是符合人體成年身高輕松附身工作的一半，其與整個(gè)充電樁的高度在人體舒適彎腰的高度范圍之內(nèi)，保證了整個(gè)操作的不易勞累的情況，外部凹槽可收納充電槍的電纜繩，避免收納難拉線亂的問題，樁體特以傾斜式的操作形體進(jìn)行工作，方便使用者進(jìn)行拔插充電槍的物理動(dòng)作順利高效的進(jìn)行，充電槍體進(jìn)行人機(jī)仿人手動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)，在安插牢固過程中不感到使用者的雙手不適，在整體的后部設(shè)計(jì)有大排量散熱口，方便主體充電樁進(jìn)行工作時(shí)的散熱和安全保障。

人機(jī)設(shè)計(jì)充電槍和機(jī)背散熱口及集線槽的設(shè)計(jì)圖示。

4.9設(shè)計(jì)說明

本款新型能源充電裝置的設(shè)計(jì)立足于目前新能源充電裝置的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化方面針對(duì)各種使用過程中用戶的提出的問題進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，以極簡(jiǎn)幾何形為基本原型，滿足當(dāng)代對(duì)于簡(jiǎn)約時(shí)尚內(nèi)涵等各種新型審美的定義，分別在收納充電電纜，取拿充電槍口和移動(dòng)充電樁體方式進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，其大口徑凹槽滿足五米電纜的收納需要極大的方便了用戶的工作時(shí)間，節(jié)約了使用空間，人性化的充電搶口進(jìn)行防腐，防磨損，高延展，耐高溫，材質(zhì)處理進(jìn)一步呵護(hù)用戶人身安全，為了使現(xiàn)代充電裝置更好的融合于日常生活，其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的美學(xué)考究具有極大的居家審美價(jià)值，功能方面集中手動(dòng)儲(chǔ)電，充電，手機(jī)APP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，定時(shí)，定量，自動(dòng)機(jī)體內(nèi)部檢修之外新增一鍵緊急關(guān)閉設(shè)計(jì)，更好的防護(hù)用戶使用的安全。配色設(shè)計(jì)了低調(diào)酷黑，優(yōu)雅香檳，和靜素原色三種配色，方便不同居家品味和審美格調(diào)的用戶選擇。

五．產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)階段

5.1產(chǎn)品加工工藝

安裝工藝原則是指在編制安裝工藝規(guī)程時(shí),應(yīng)當(dāng)遵循的原則。一臺(tái)充電樁整機(jī)的加工,是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,是將品種、數(shù)量繁多的電子元器件、機(jī)械安裝件、導(dǎo)線、材料等,采取不同聯(lián)接方式和安裝組合方法,分階段有步驟結(jié)合在一起的一個(gè)工藝工程。一般流程如下圖所示：

5.2CMF工藝說明

為設(shè)計(jì)一款有別于市場(chǎng)的充電樁，通過深入的充電樁市場(chǎng)行業(yè)調(diào)研，確定了極簡(jiǎn)風(fēng)格的設(shè)計(jì)方向，產(chǎn)品屬性定位為工業(yè)消費(fèi)品，具備智能感和科技感，鈑金與鋼化玻璃的結(jié)合使產(chǎn)品更具親和力，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間和成本，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和對(duì)比，交互區(qū)域更符合人機(jī)。加上燈帶條狀的充電指示燈，解決安全問題的同時(shí)讓產(chǎn)品增添不少科技感。便攜式的整體造型外機(jī)采用質(zhì)量輕便，硬度較高的輕質(zhì)仿金屬材質(zhì)，絕緣高密度橡膠