新能源商用車直流充電插座布置高度的計算分析

趙雷雷，秦振海，黃 龍，徐伊寧

（陜西汽車集團有限責(zé)任公司，陜西 西安 710201）

近幾年來，在國家的大力倡導(dǎo)和政策鼓勵下，以城市公交和城市物流車為代表，新能源商用車也得以快速發(fā)展和推廣，為城市的發(fā)展以及人們的衣食住行發(fā)揮著巨大的作用。隨著新能源車的推廣，電動汽車充電成了人們用車過程中經(jīng)常會面對的情況。而充電插座布置位置的高、低，影響著人們插、拔充電槍時的操作舒適性以及安全性。充電插座布置的位置太高，會導(dǎo)致插、拔充電槍時，操作人員所做的無用功更多；充電插座布置的位置太低，使得操作人員插、拔充電槍，尤其是拔出充電槍時的危險程度大幅度增大。因此，在新能源車上，尤其是新能源商用車上，需要對直流充電接口布置的高低位置進行一定范圍的計算、分析，使操作人員能夠更加省力、舒適以及安全地完成插拔搶動作。

1 GB/T 18487中關(guān)于充電插座的布置高度要求

在《GB/T 18487.1-2015電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分 通用要求》10.6條中，有這樣的描述：“對于連接方式C，車輛插頭應(yīng)存放在地面上方0.5~1.5m處?！?/p>

目前新能源商用車上的直流充電插座基本上都處于GB/T 18487.1-2015中描述的“連接方式C”，所以，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，其在車輛上的布置高度應(yīng)位于地面上方0.5~1.5m的范圍內(nèi)。但是在產(chǎn)品設(shè)計過程中會發(fā)現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)中要求的這個高度范圍很寬泛。

那么，能否從統(tǒng)計學(xué)的角度，通過基于人機工程學(xué)的一系列計算、分析，得出在新能源商用車上適合于人員操作舒適性和安全性的直流充電插座的布置高度范圍，從而為設(shè)計提供一定的參考依據(jù)？

2 關(guān)于中國成年人人體身高分布

按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《GB 10000-1988中國成年人人體尺寸》，中國成年人人體主要尺寸見表1，中國成年人的立姿人體尺寸見表2，中國成年人的坐姿人體尺寸見表3。中國成年人立姿和坐姿對應(yīng)的人體尺寸說明見圖1、圖2。

3 直流充電插座布置高度的計算、分析

根據(jù)表1、表2、圖1、圖2，可以得出如下結(jié)論。

1） 人在直立時：①男子的肘部距離地面高度為925~1096mm，人體肩部距離地面高度為1244~1494mm；②女子的肘部距離地面高度為873~1050mm，人體肩部距離地面高度為1196~1385mm。

2） 人在坐立時：①男子的肘部距離地面高度為586~775mm，人體肩部距離地面高度為911~1122mm；②女子的肘部距離地面高度為532~716mm，人體肩部距離地面高度為835~1026mm。

表1 中國成年人人體主要尺寸

表2 中國成年人的立姿人體尺寸

表3 中國成年人的坐姿人體尺寸

圖1 中國成年人立姿尺寸圖

圖2 中國成年人坐姿尺寸圖

考慮到進行直流充電插座插、拔槍時的操作安全，操作人員一般應(yīng)處于站立或者半蹲狀態(tài)。因此，人在插、拔充電槍的操作時，手所處的高度應(yīng)該位于人坐立時的肘高和站立時的肩高之間。同時還需要兼顧到男女性別對高度的影響。

根據(jù)以上分析，在插、拔充電槍的操作時，人的手掌所處的高度應(yīng)該在532~1494mm的范圍內(nèi)，基本上符合GB/T 18487.1-2015中描述的“位于地面上方0.5~1.5m的范圍內(nèi)”的要求。

4 實際設(shè)計過程中的直流充電插座布置高度要求

根據(jù)《GB/T 20234.1-2015》中6.4要求，直流充電接口的供電插頭插入和拔出供電插座全過程中的力應(yīng)小于140N，而在實際充電結(jié)束后拔出充電槍過程中不難發(fā)現(xiàn)，直流充電槍的拔出力很大。因此在直流充電插座的布置過程中，在條件允許的情況下，建議將直流充電插座的固定高度布置在人坐立時的肩高和人站立時的肘高之間，也就是距地面高度在835~1096mm之間。

5 結(jié)束語

以上關(guān)于新能源商用車上直流充電插座的布置高度要求，是基于中國成年人人體身高標(biāo)準(zhǔn)、直流充電插座國家標(biāo)準(zhǔn)以及人的操作舒適度綜合計算分析的結(jié)果，該要求目前廣泛應(yīng)用于我公司生產(chǎn)的新能源重卡以及輕卡上。