随着我国新能源电动汽车产业迅猛发展及普及，我国电动汽车充电桩数量处于逐年增长趋势，2012 年我国电动汽车充电桩数量只达到1.8 万台，2016 年后进入爆发式增长期，我国电动汽车充电桩数量达到14.1 万台，到了2017 年我国电动汽车充电桩数量增长超20 万台。截止2020 年7 月，全国公共类充电桩保有量56.6 万台，其中交流充电桩32.6 万台、直流充电桩24.0 万台。充电枪作为充电桩的重要组成部分，随着近几年充电桩的使用频率增加，现有《电动汽车传导充电用连接装置》(GB/T 20234—2015)所暴露出来的问题也越来越多，其中直流充电枪暴露的问题为最多，本文就直流充电枪的问题及产生的原因逐一分析提供大家探讨。

　　1 直流充电枪问题的产生原因

　　1.1 DC 插针防触指脱落

　　市场上大多数充电枪的DC 插针与塑料防触指之间是采用过盈的方式将塑料防触指压入到DC 插针中。由于塑料防触指与DC 插针材料的收缩率不一样，此种结构在充电过程中会受到温度变化的影响出现松弛，当经过多次插拔后，会发生防触指脱落问题。

　　1.2 充电枪与充电座间插拔力超标

　　经市场调研及现场测试发现，不同厂家的充电枪与充电座偶尔会出现插拔力大的现象发生，经分析后发现有如下原因：(1)由于插座壳体的结构原因，插座壳体在注塑成型后DC+与DC-凸柱会发生变形，如二次定形不到位，会造成DC+与DC-凸柱往内偏斜，最终导致孔间距超差。(2)充电枪枪壳内部的线缆与端子压接并固定后对状态实际是呈放射状的，当DC+与DC-插针不能被完全固定住时，DC+与DC-插针就会往外偏斜，导致孔间距超差。(3)(GB/T 20234—2015)中未对插孔的分离力范围做规定，导致各生产厂家在实际控制时存在偏差，分离力偏大时会导致插拔力大，甚至超标准上限。

　　1.3 枪壳开裂

　　市场上的充电枪枪壳开裂原因主要是由于充电枪枪壳的厚度设计太薄、枪体连接部位的螺栓以及自攻螺丝设计壁厚太薄、壳体内腔加强筋数量少，以及未考虑到塑料件与含油橡胶直接接触会产生化学反应等。

　　1.4 枪体进水

　　(GB/T 20234—2015)中规定充电接口插合前防护等级为IP54，插合后防护等级为IP55，标准规定的防护等级要求过低。在遇到南方梅雨季节使用时，充电枪会由于防护等级过低而进水导致电动汽车充不了电报故障。现在枪体主要进水点在充电枪主体连接部位处、微动开关与枪体连线之间穿孔处、充电枪头接触件处。

　　1.5 线尾夹脱落

　　充电枪尾部限位金属件结构设计不合理、限位金属件的结构强度太弱，在经过多次充电及拉扯后会出现尾线夹脱落问题发生。

　　1.6 发热故障

　　发热故障对大巴车、商用车、特种车充电来说是一个经常反馈的问题，这些车辆由于充电电流大，因此发热的概率相比乘用车会大很多。经研究发现热的原因主要有如下几点：(1)通常情况下80 平线充电枪工作电流不得超过230A，70平线充电枪工作电流不得超过200A，但如果在长期满载使用，累积效应不断使线缆导体氧化，导体氧化后又使温升加剧，使用到一定程度后就会报发热故障。(2)充电枪端子压接尺寸不合理，在经过多次充电后压接处的接触电阻会变大，长期使用后会导致发热故障。(3)充电枪端子材料的选择以及镀层的选择不合理，导致经多次使用后导致发热故障。(4)插座端插孔的弹片在长时间使用后会表面存在很多脏污，弹片磨损会加剧，与插针的插拔力会变小，导致接触电阻超标、温升超标也会报发热故障，失效图片见图1。

　　1.7 电子锁故障

　　目前大多数充电枪的电子锁采用的是电磁锁，而电磁锁在脉冲电流过大、通电时间过长时电磁锁线圈会过热而出现烧毁。装有电磁锁的充电枪在插合方向上跌落时会出现自动上锁，导致无法充电。

　　图1 插孔弹片损坏及芯线发黑

　　1.8 锁钩干涉

　　由于(GB/T 20234—2015)中对锁钩的最大外形未做规定，前期设计的充电枪没有到不同车型其充电接口处的外形尺寸存在差异，这样就导致同样的充电枪与不同厂家、不同车型存在有干涉而无法充电的问题发生。

　　2 直流充电枪问题的改进措施

　　2.1 DC 插针防触指脱落

　　DC 插针与塑料防触指之间可以采用螺纹连接或二次注塑方式进行固定，采用螺纹连接方式时应考虑螺纹的防松，建议在螺纹处涂螺纹胶或其他能起到防松的方式。采用二次注塑方式时应避免DC 插针的镀层在注塑过程中被刮伤或碰伤，导致生产合格率低的问题发生。

　　2.2 充电枪与充电座间插拔力超标

　　(1)直流插座壳体的DC 孔间距控制范围由±0.35 改为±0.2，让模具调整孔间距，同时将插合端内孔直径改大，做到标准规定值上限。(2)重新设计固定插针的结构件，通过增加插针定位长度及锁紧螺钉个数等方式，让插针不会受到线缆及装配的影响。(3)插孔分离力范围调小，建议调整到25N 以内。考虑到各生产厂家的插孔结构不同，插孔分离力下限值可以根据实际控制要求进行规定，但须符合温升要求。

　　2.3 枪壳开裂

　　充电枪枪壳的壁厚、枪体连接部位的螺栓以及自攻螺丝处的壁厚须保证2.5mm 以上，在结构允许的情况下尽量增加壳体内腔加强筋数量。密封圈尽量使用不含油的或者含油量小于1%。

　　2.4 枪体进水

　　为了解决南方使用环境导致的枪体进水，需要将充电枪整个枪体做成IP67 防护等级，这样才能彻底解决枪体进水问题。具体实施如下：(1)微动开关和电磁锁设计成完整的模块，线与线之间有条不紊通过孔位，并在周边加胶强化处理。(2)插针与枪头间通过放置密封圈实现径向密。(3)尾部出现处放置密封圈，实现枪体与线缆间的密封。(4)在结构允许的情况尽量多增加泄水孔数量，并在枪体下方，避免开关盒处泡水。

　　2.5 尾线夹脱落

　　针对充电枪体的结构方式，设计不同的限位金属件，保证限位环与主体的紧配。充电枪线缆不松动，可前后增加一处卡位，限位金属件增加螺纹，增大与线缆摩擦力，实现不松动。

　　2.6 发热过温故障

　　为了避免充电枪发热故障发生，建议采取如下改进措施：(1)80 平线250A 充电枪长期工作电流不得超过230A，预留一些电流余量。(2)充电枪端子压接处的压缩比应满足75%～85%的要求。(3)充电枪DC 端子材料应选择紫铜，镀层选择镀银，同时保证银镀层的厚度。(4)车辆插座中插孔应定期清洁，如发现有损坏，应立即更换端子。同时建议车辆插座采用可更换接触端子的插孔，可以方便更换，且维修成本也相对低一些。

　　2.7 电子锁故障

　　(1)电磁锁烧毁故障，可以在操作说明书上注明脉冲电流最大数值及通电时间要求。也可以自行设计脉冲模块，将其作为附件卖给桩企，从而避免烧毁故障发生。(2)电磁锁在充电枪跌落情况下会自动上锁的故障，是无法避免的。唯一能解决的办法就是将电磁锁换成马达锁，马达锁是通过步进电机带动减速齿轮组进行动作，可以完全避免此问题发生。但马达锁市场应用还不太多，因此相关生产厂家需要对其可靠性进行进一步验证。

　　2.8 锁钩干涉

　　经过研究市场上的车型后，可以发现充电枪锁钩顶部(按键除外)与枪头绝缘体顶部的距离小于18mm 时，充电枪锁钩与车辆充电口干涉的问题可以完全解决。

　　3 结语

　　综上所述，本文列举了一些常见的国标直流充电枪使用问题。鉴于市场上反馈的国标直流充电枪使用问题已经严重影响到用户的充电体验感，作者作为充电枪设计与制造企业的一员，应该主动承担其责任，及时对充电枪的问题进行改善，提升用户的充电体验感。其次，由于个人能力有限，上述直流充电枪的改进建议可能不是最好的解决方案，各家在具体实施时可以再进行调整。