随着新能源汽车渗透率的持续攀升,充电桩建设进入了“下沉市场”和“密集布局”阶段。然而,行业“内卷”带来的价格战,让制造商们在保证质量的前提下,对成本控制的要求达到了前所未有的高度。
在充电桩的构成中,外壳(机箱)虽然不直接参与电能转换,却占据了整个BOM(物料清单)成本的15%-25%,并且直接决定了产品的防护等级、散热效率以及运输安装成本。
本文将深入探讨如何通过科学的外壳选材与先进的工艺优化,在不牺牲品质的前提下,实现充电桩制造成本的显著下降。
一、 重新定义“外壳”:不仅是容器,更是成本中心
很多制造商容易陷入一个误区:外壳只要够厚、够重就是好。但在激烈的市场竞争中,“重”往往意味着高成本。
充电桩外壳的成本主要由三部分构成:
1.原材料成本(钣金、塑料粒子等)。
2.加工制造成本(人工、能耗、模具折旧)。
3.隐形成本(运输费用、安装难度、后期维护)。
只有将这三点统筹考虑,才能真正找到降本的突破口。
二、选材之变:从“能用”到“好用且划算”
1.钣金外壳:减重与表面处理的平衡术
传统的钣金机箱(通常使用SGCC/SECC镀锌板或304不锈钢)强度高,但重量大、成本高。
降本策略:对于部分直流快充桩,在保证强度的前提下,考虑将板材厚度从2.0mm优化为1.5mm或1.2mm。通过内部结构加强筋的设计来弥补减薄后的强度损失。
表面处理替代:户外场景对耐腐蚀要求极高。传统的喷涂前处理(磷化)污染大、能耗高。改用预涂板(彩涂板)或粉末喷涂+纳米涂层技术,可以简化喷涂线流程,降低单件处理的环保与能耗成本。
2.复合材料与工程塑料:轻量化的新选择
随着7kW-22kW交流桩及部分小直流桩的普及,SMC复合材料(片状模塑料)和工程塑料(如PC/ABS合金)正成为降本利器。
案例:SMC模压成型
成本优势:SMC材料密度仅为钢材的1/4,但强度接近钢材。一体模压成型可以将原本需要十几道钣金工序(切割、折弯、焊接)简化为一次成型,极大降低人工焊接成本。
性能优势:绝缘性好,无需单独做内部绝缘处理;耐候性强,无需喷涂,直接配色。
塑料外壳:
优势:设计自由度大,可以做出流线型外观,减少后续装配的密封条贴合难度。通过免喷涂技术,直接注塑出具有金属质感的成品,省去了喷漆环节。
3.选材避坑指南
不要盲目追求“不锈钢”。304不锈钢虽然好看,但加工难度大(易粘刀),且成本远高于镀锌板+优质喷涂。除非是海边等高盐雾环境,否则性价比并不高。
留意材料利用率。在设计阶段就应考虑板材的常规尺寸(如1250mm*2500mm),避免产生过多的边角料浪费。
三、工艺优化:向“浪费”与“低效”开刀
选材是“开源”,工艺就是“节流”。
1.结构设计的“减法”与“集成化”
减少零部件数量:将原本需要多个零件拼接的结构,通过冲压拉伸或型材挤出工艺整合成一个零件。例如,将侧板和底板设计为一体式弯折结构,减少焊接量和紧固件使用。
免拆装设计:优化模块安装方式,减少内部支架的复杂度。例如,电源模块的导轨式安装比螺丝固定更快捷,能显著提升装配线效率。
2.焊接工艺的升级
焊接是钣金外壳中成本最高、也是最不可控的环节。
工艺替代:对于精度要求高的机箱,推广激光焊接替代传统的氩弧焊。激光焊热影响区小,变形小,后续无需大量的打磨工序,综合成本反而更低。
减少焊接:通过碰焊(种钉)技术替代部分穿透焊,既能保证强度,又能保持外观面整洁,减少打磨抛光工作量。
3.散热结构的低成本实现
充电桩散热一直是痛点,传统做法是加厚型材或增加风扇。
工艺创新:对于钣金外壳,采用百叶窗冲压工艺形成通风孔,既能防水溅,又能增加散热面积,成本远低于外加的防尘网罩。
导热材料应用:利用外壳本体作为散热面,在内部发热元件与外壳之间填充高导热硅胶片。这种“外壳辅助散热”的设计,可以适当减少内部风扇的数量或降低风扇转速,从而延长整机寿命并降低故障率。
四、供应链与生产模式的优化
除了看得见的材料和工艺,看不见的生产模式同样影响成本。
1.模块化生产:将充电桩外壳设计成标准尺寸的模块(如标准宽度的箱体),通过不同的高度组合来适应不同功率的机型。这样可以在上游实现规模化采购和规模化备料,降低单件采购成本。
2.本地化配套:充电桩重量大,运输成本高。选择靠近目标市场的加工厂进行外壳定制,可以有效降低物流费用。例如,销往北方的桩,如果在南方生产,长途运输的费用甚至可能超过外壳本身的加工费。
3.去库存化(JIT):与外壳供应商建立紧密的协同机制,采用“按需送货”模式,减少原材料和成品的库存积压,释放资金压力。
降低充电桩制造成本,绝不是简单的“偷工减料”,而是一场关于材料科学与精益生产的系统工程。
通过轻量化选材(如SMC替代厚钢板)、工艺集成化(减少焊接与装配步骤)、以及结构标准化(模块化设计),制造商完全可以在保证充电桩IP防护等级和机械强度的前提下,实现15%-20%的综合成本优化。
在新能源补贴退坡、市场竞争白热化的当下,谁能在“外壳”这样不起眼但体量巨大的部件上抠出成本,谁就能在终端市场获得更大的定价权和生存空间。
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