在甘肃的高原边防地区,恶劣的气候条件给部队的日常运行带来诸多挑战,其中充电桩的防冻抗寒问题尤为突出。为保障新能源装备的正常使用,提升部队在复杂环境下的作战与保障能力,甘肃某高原边防部队开展了充电桩防冻抗寒改造项目。该项目从充电桩建设的源头出发,全面规划,确保充电桩在极端环境下稳定运行。
一、建设规划布局
在建设初期,部队综合考量了各边防站点的分布、新能源车辆的使用频率以及地形特点。通过详细的调研与分析,确定在人员活动频繁、车辆集中停放的区域,如营房停车场、巡逻任务出发地等重点建设充电桩。同时,依据不同站点的用电负荷,合理分配充电桩的数量与功率,避免出现电力供应不足或过载的情况。例如,对于承担主要巡逻任务的站点,配备了更多高功率的直流快充桩,以满足车辆在短时间内快速补充电量的需求;而在一些相对偏远、车辆使用频率较低的站点,则设置了交流慢充桩,兼顾充电需求与成本效益。
二、设备选型适配
1. 充电桩主体设备:选用了适应高原环境的专业充电桩设备。这些充电桩在设计上充分考虑了低温、低气压等因素,具备宽温工作范围,可在极端低温下正常运行。其内部电子元件经过特殊筛选与处理,能有效抵抗低温带来的性能衰退。例如,核心的充电模块采用了先进的低温焊接工艺,确保焊点在低温环境下依然牢固可靠,减少因温度变化导致的接触不良问题。
2. 电池及储能设备:为配合充电桩工作,配备了高性能的低温电池。此类电池具有良好的低温充放电性能,能够在寒冷环境下保持较高的能量转换效率。同时,引入了储能设备,在用电低谷期储存电能,以应对用电高峰期可能出现的电力波动,保障充电桩稳定供电。储能设备同样具备出色的耐寒性能,其外壳采用特殊保温材料,内部温控系统可自动调节温度,确保电池组在适宜的工作环境中运行。
三、施工建设过程
1. 基础施工:在高原地区进行施工面临诸多困难,如冻土挖掘难度大、施工材料运输不便等。施工团队采用了特殊的冻土挖掘设备与工艺,先对冻土进行加热解冻,再进行精确挖掘,确保充电桩基础的稳定性。基础浇筑使用了抗冻混凝土,增强基础的抗寒能力,防止因低温导致基础冻胀损坏。
2. 设备安装与调试:在设备安装过程中,严格按照操作规程进行,确保每个部件安装牢固。对于充电桩的电气连接,采用了密封防水、耐寒的接线端子,并进行多次绝缘测试,防止因线路问题引发故障。安装完成后,进行了全面的调试工作。不仅对充电桩的充电功能进行测试,还模拟高原低温环境,对其防冻抗寒性能进行检验。通过调整加热装置、散热系统以及温控参数,确保充电桩在不同温度条件下都能稳定运行。
四、防冻抗寒改造措施
1. 优化充电桩设备外壳:采用具有优异耐寒性能的特种钢材与高强度工程塑料复合材料制作充电桩外壳。这种材料在低温环境下仍能保持良好的强度与韧性,有效防止因低温导致的外壳冻裂。同时,在外壳内部增加多层保温棉,减少热量散失,维持设备内部温度稳定。
2. 升级电池加热与保温系统:为充电桩的电池配备专门的加热装置,当检测到电池温度低于设定阈值时,加热装置自动启动,快速提升电池温度至适宜工作范围。此外,在电池外部包裹高性能保温材料,如气凝胶毡,进一步增强保温效果,减少电池自放电现象,确保电池在低温下也能保持良好的充放电性能。
3. 改进充电模块散热与温控设计:在充电模块中,重新设计散热结构,采用智能温控风扇与高效散热片相结合的方式。在低温环境下,风扇转速自动降低,减少热量散失;当设备内部温度过高时,风扇加速运转,确保充电模块正常工作。同时,增加温度传感器数量,实时监测设备各部位温度,通过控制系统精准调节加热与散热装置,维持设备内部温度在合理区间。
4. 加强电气线路防护:对充电桩的电气线路进行全面升级,采用耐寒型电缆,并在电缆外层包裹防冻绝缘材料。对线路接头部位进行特殊处理,使用密封胶填充,防止水分与冷空气进入,避免因线路结冰导致短路或断路故障。
五、建设与改造效果
经过精心的建设与针对性的防冻抗寒改造,充电桩在高原环境下展现出良好的性能。在冬季极端低温环境下,充电桩能够正常启动并稳定运行,新能源车辆的充电时间基本不受影响,充电效率保持在较高水平。设备故障率大幅降低,维修频次减少了约 70%,有效降低了维护成本。部队的新能源装备出动率明显提高,在边防巡逻、物资运输等任务中发挥了更大作用,提升了部队在高原复杂环境下的作战与保障能力。