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新能源商用车直流充电插座布置高度的计算分析

2021-01-31赵雷雷秦振海徐伊宁

汽车电器 2021年1期
关键词:插座直流商用车

赵雷雷,秦振海,黄 龙,徐伊宁

(陕西汽车集团有限责任公司,陕西 西安 710201)

近几年来,在国家的大力倡导和政策鼓励下,以城市公交和城市物流车为代表,新能源商用车也得以快速发展和推广,为城市的发展以及人们的衣食住行发挥着巨大的作用。随着新能源车的推广,电动汽车充电成了人们用车过程中经常会面对的情况。而充电插座布置位置的高、低,影响着人们插、拔充电枪时的操作舒适性以及安全性。充电插座布置的位置太高,会导致插、拔充电枪时,操作人员所做的无用功更多;充电插座布置的位置太低,使得操作人员插、拔充电枪,尤其是拔出充电枪时的危险程度大幅度增大。因此,在新能源车上,尤其是新能源商用车上,需要对直流充电接口布置的高低位置进行一定范围的计算、分析,使操作人员能够更加省力、舒适以及安全地完成插拔抢动作。

1 GB/T 18487中关于充电插座的布置高度要求

在《GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统 第1部分 通用要求》10.6条中,有这样的描述:“对于连接方式C,车辆插头应存放在地面上方0.5~1.5m处。”

目前新能源商用车上的直流充电插座基本上都处于GB/T 18487.1-2015中描述的“连接方式C”,所以,根据国家标准要求,其在车辆上的布置高度应位于地面上方0.5~1.5m的范围内。但是在产品设计过程中会发现国家标准中要求的这个高度范围很宽泛。

那么,能否从统计学的角度,通过基于人机工程学的一系列计算、分析,得出在新能源商用车上适合于人员操作舒适性和安全性的直流充电插座的布置高度范围,从而为设计提供一定的参考依据?

2 关于中国成年人人体身高分布

按照现行标准《GB 10000-1988中国成年人人体尺寸》,中国成年人人体主要尺寸见表1,中国成年人的立姿人体尺寸见表2,中国成年人的坐姿人体尺寸见表3。中国成年人立姿和坐姿对应的人体尺寸说明见图1、图2。

3 直流充电插座布置高度的计算、分析

根据表1、表2、图1、图2,可以得出如下结论。

1) 人在直立时:①男子的肘部距离地面高度为925~1096mm,人体肩部距离地面高度为1244~1494mm;②女子的肘部距离地面高度为873~1050mm,人体肩部距离地面高度为1196~1385mm。

2) 人在坐立时:①男子的肘部距离地面高度为586~775mm,人体肩部距离地面高度为911~1122mm;②女子的肘部距离地面高度为532~716mm,人体肩部距离地面高度为835~1026mm。

表1 中国成年人人体主要尺寸

表2 中国成年人的立姿人体尺寸

表3 中国成年人的坐姿人体尺寸

图1 中国成年人立姿尺寸图

图2 中国成年人坐姿尺寸图

考虑到进行直流充电插座插、拔枪时的操作安全,操作人员一般应处于站立或者半蹲状态。因此,人在插、拔充电枪的操作时,手所处的高度应该位于人坐立时的肘高和站立时的肩高之间。同时还需要兼顾到男女性别对高度的影响。

根据以上分析,在插、拔充电枪的操作时,人的手掌所处的高度应该在532~1494mm的范围内,基本上符合GB/T 18487.1-2015中描述的“位于地面上方0.5~1.5m的范围内”的要求。

4 实际设计过程中的直流充电插座布置高度要求

根据《GB/T 20234.1-2015》中6.4要求,直流充电接口的供电插头插入和拔出供电插座全过程中的力应小于140N,而在实际充电结束后拔出充电枪过程中不难发现,直流充电枪的拔出力很大。因此在直流充电插座的布置过程中,在条件允许的情况下,建议将直流充电插座的固定高度布置在人坐立时的肩高和人站立时的肘高之间,也就是距地面高度在835~1096mm之间。

5 结束语

以上关于新能源商用车上直流充电插座的布置高度要求,是基于中国成年人人体身高标准、直流充电插座国家标准以及人的操作舒适度综合计算分析的结果,该要求目前广泛应用于我公司生产的新能源重卡以及轻卡上。

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