CN106887277A - 电动汽车充电桩冷却电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电桩冷却电缆，包括缆芯以及包覆于缆芯外的电缆外护套，所述缆芯包括有电力线缆、地线及辅助电力线缆，该缆芯还包括有控制线缆和/或信号线缆；所述电力线缆包括有电力线缆导体和电力线缆绝缘层，在电力线缆导体和电力线缆绝缘层之间设置有冷却腔支撑肋，所述电力线缆绝缘层、冷却腔支撑肋和电力线缆导体围成用于输送冷却液的冷却腔，该冷却腔围绕于电力线缆导体的外周并沿电力线缆导体的长度方向设置。所述电力线缆导体由若干金属导体丝绞合成束而构成，在电力线缆导体上设置有线束铠装层。该充电桩冷却电缆散热效果好，能有效降低电流热量，并且电缆柔性好，重量轻，能够实现大功率充电，又能降低充电缆重量。

Description

电动汽车充电桩冷却电缆

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及新能源汽车用充电桩充电电缆。

背景技术

新能源电动汽车具有高效、节能、零排放等诸多优点而得到越来越普及的推广应用，新能源汽车以车载电源为动力，利用电动机驱动车轮行驶，车载电源实际是可以进行充电的蓄电池，因而要保证新能源电动汽车的正常运行，其充电站、充电桩及充电用电力电缆等基础设施必不可少。

充电速度是影响新能源电汽车发展的重要因素，大电流高电压电缆是未来的发展方向，大功率充电能够大幅度地缩短充电时间，减少充电等待，因此汽车需要使用越来越大的充电电流。然而大电流大功率充电必然带来电缆发热和高温升，过高的电缆温升不仅会损坏电缆的绝缘或护套，加速电缆绝缘或护套的老化，使绝缘或护套失去原有的电性能和机械性能，而且会烧坏电缆导体，甚至对人身和设备带来毁损。通常降低电缆温升的解决办法是增加电缆的铜导体截面积，这样又使得充电电缆过于笨重，且柔韧性变差，不适应于频繁拖拽移动的充电桩电缆。

充电桩电缆不同于普通的电力电缆，它要求重量尽量轻、占用空间小，柔软性好。现有市场上虽然也出现了具有冷却功能的充电桩电缆，这种冷却电缆的散热冷却结构基本上沿用了没有重量、柔性等方面要求的大功率加热炉用电力电缆结构。其结构不外乎两类：一类是充电导体与冷却介质导管相邻而独立设置，如在充电导体一侧或两侧紧邻地设置有冷却导管，这种结构由于是通过间接热传递实现充电导体散热降温，散热冷却效果有限，并不能满足未来大电流、高功率充电电缆的发展要求；另一类则是将冷却导管贯穿地设置于充电导体芯部直接进行热传递，其散热效果明显优于上一类散热结构，但这种直接导热结构，由于冷却导管局限于充电导体内，一方面，冷却导管的冷却介质流通截面小，流量和流速均受到很大限制；另一方面导体与导管间的热传递面积小；而且也由于冷却导管位于充电导体内，充电电缆在拖拽移动过程中，位于外层的充电导体会对导管形成挤压和折弯，很容易引起冷却导管的折弯堵塞，丧失冷却散热效果，反而会加速电缆和充电设备的毁损。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车充电桩冷却电缆，它不仅具有良好的散热效果，能有效控制电缆温升，而且结构紧凑、柔软性好，能较好适应充电桩电缆频繁拖拽移动的使用要求。

为了解决上述技术问题，本发明的电动汽车充电桩冷却电缆，包括缆芯以及包覆于缆芯外的电缆外护套，所述缆芯包括有电力线缆、地线及辅助电力线缆，该缆芯还包括有控制线缆和/或信号线缆；所述电力线缆包括有电力线缆导体和电力线缆绝缘层，在电力线缆导体和电力线缆绝缘层之间设置有冷却腔支撑肋，所述电力线缆绝缘层、冷却腔支撑肋和电力线缆导体围成用于输送冷却液的冷却腔，该冷却腔围绕于电力线缆导体的外周并沿电力线缆导体的长度方向设置。

在上述结构中，由于电力线缆导体和电力线缆绝缘层之间通过冷却腔支撑肋形成了用于输送冷却液的冷却腔，冷却腔包围于电力线缆导体的外周，一方面这种结构中冷却腔的冷却液与电力线缆导体能直接接触，而且冷却腔中的冷却液与导体之间具有更大的热传递接触面积，具有更为理想的热传递效果，另一方面冷却腔截面积不受电力线缆导体尺寸的限制，可以根据实际需要设计成具有足够大截面积的冷却液流道，能够以大流量、快速度地带走电力线缆导体充电过程中所产生的热量，实现对电缆的有效冷却，有效地降低了电缆温度，大大提高了电缆散热性，达到大电流大功率充电；同时这种结构由于能够高效散热，故而能以较小的导体截面尺寸达到更高的充电通电要求，在相同的充电电流情况下，电缆尺寸减少，结构更加紧凑，更能满足充电桩电缆重量轻、结构空间小等特定使用要求。又由于在本发明的结构中，电力线缆导体处于环形冷却腔的心部位置，即使充电电缆在使用过程中因频繁拖拽移动而形成折弯，也不可能形成冷却液通道的堵塞，确保了电缆冷却散热效果的可靠性和安全性。也由于电力线缆导体处于芯部位置，线缆导体更便于折弯，而其弹性的电力线缆绝缘层则通过支撑肋支撑于导体外侧，这样使得电缆柔性增强，结构紧凑，能够更好地适应充电电缆的拖拽移动等使用要求。

本发明进一步实施方式，所述电力线缆导体由若干金属导体丝绞合成束而构成，在电力线缆导体上设置有线束铠装层，所述冷却腔支撑肋支承于该线束铠装层上。以金属导体丝绞合成的电力线缆导体柔软性更好；采取线束铠装层结构，既保持了线缆导体的稳定性，又增强了线缆导体与支撑肋之间的附着力和结合牢靠度。

本发明的再进一步实施方式，所述线束铠装层为金属丝编织层和/或金属箔带层。该结构能充分保持电缆的柔软性。

本发明的优选实施方式。所述冷却腔支撑肋至少有二个，该冷却腔支撑肋与电力线缆绝缘层连为一体。所述冷却腔相互连通。结构合理，便于制作加工，且结构稳定性好。

优选地，所述缆芯包括有两根电力线缆、一根地线及两根辅助电力线缆，该缆芯还包括有控制线缆和信号线缆。

优选地，所述缆芯中填充有填充物，所述的电力线缆、地线、辅助电力线缆及控制线缆和/或信号线缆均埋设于该填充物中。

优选地，所述辅助电力线缆包括由若干金属丝绞合而成的辅助电力线缆导体，在该辅助电力线缆导体外挤包有辅助电力线缆绝缘层；所述地线包括由若干金属丝绞合而成的地线导体，在该地线导体外挤包有地线绝缘层。

所述信号线缆包括有两根相互绞合的信号线缆绝缘芯线，该信号线缆绝缘芯线由信号线缆导体和挤包于信号线缆导体外的信号线缆绝缘层构成，在两根信号线缆绝缘芯线外包覆有信号线缆护套层。

优选地，所述控制线缆至少包括有两根相互绞合的控制线缆绝缘芯线，该控制线缆绝缘芯线由控制线缆导体和挤包于控制线缆导体外的控制线缆绝缘层构成，在控制线缆绝缘芯线外包覆有控制线缆护套层。

附图说明

下面结构附图和具体实施方式对本发明电动汽车充电桩冷却电缆作进一步说明。

图1是本发明电动汽车充电桩冷却电缆一种具体实施方式的截面结构示意图。

图中，1—电力线缆、11—电力线缆导体、12—线束铠装层、13—冷却腔支撑肋、14—冷却腔、15—电力线缆绝缘层；2—控制线缆、21—控制线缆导体、22—控制线缆绝缘层、23—控制线缆护套层；3—信号线缆、31—信号线缆导体、32—信号线缆绝缘层、33—信号线缆护套层；4—辅助电力线缆、41—辅助电力线缆导体、42—辅助电力线缆绝缘层；5—地线、51—地线导体、52—地线绝缘层；6—填充物；7—包带层；8—电缆外护套。

具体实施方式

如图1所示的电动汽车充电桩冷却电缆，该冷却电缆的缆芯由两根电力线缆1、一根地线5、两根辅助电力线缆4、两根信号线缆3和一根控制线缆2构成。在该缆芯中填充有填充物6，填充物6为高阻燃PP网状填充绳，当然也可以是憎水填充料或其他常用电缆缆芯填充物料；上述结构使得电力线缆1、地线5、辅助电力线缆4、信号线缆3和控制线缆2均埋设于填充物6中并被该填充物料所包围。在缆芯外包覆有包带层7，在包带层7上挤包有电缆外护套8。本实施中，包带层7为无纺布包带层，电缆外护套8由低烟无卤电缆护套料挤包而成。

电力线缆1包括有电力线缆导体11和电力线缆绝缘层15，电力线缆绝缘层15有间隙地设置于电力线缆导体11的外周，在电力线缆导体11和线缆绝缘层15之间沿径向设置有冷却腔支撑肋13。在电力线缆导体11上包缠有以金属铜丝交叉编织而成的线束铠装层12，该线束铠装层12也可以是由铜泊带包缠而成，或者是采用铜箔带包缠层和铜丝交叉编织层的双层结构。冷却腔支撑肋13共有4个并沿周向均匀分布，冷却腔支撑肋13与电力线缆绝缘层15挤包成一体。冷却支撑肋13的内端面支撑于电力线缆11的线束铠装层12上。电力线缆导体11由若干金属铜丝绞合成束而构成。线缆绝缘层15、冷却腔支撑肋13和电力线缆导体11构成了用于输送冷却液的冷却腔14，该冷却腔14围绕于电力线缆导体11的外周并且沿导体的长度方向贯穿设置。循环流过冷却腔14的冷却液能带走导体充电热量，4个冷却支撑肋13在电力线缆导体11的外周分隔出四个冷却腔14，各冷却腔14相互连通。冷却液可以是水，或冷却油或变压器油，甚至为空气等冷却介质。地线5与两根电力线缆1构充电电源线组。地线5包括有地线导体51，以及挤包于地线导体51上的地线绝缘层52。地线导体51也是由金属铜丝铰合而成。辅助电力线缆4包括有辅助电力线缆导体41，以及挤包于辅助电力线缆导体41上的辅助电力线缆绝缘层42，辅助电力线缆导体41也是由若干金属铜丝绞合而成。

每一根信号线缆3均包括有两根相互绞合的信号线缆绝缘芯线，信号线缆绝缘芯线由信号线缆导体31和挤包于信号线缆导体31外的信号线缆绝缘层32构成，在两根对绞的信号线缆绝缘芯线外包覆有信号线缆护套层33。控制线缆2包括8根相互绞合的控制线缆绝缘芯线，每一控制线缆绝缘芯线均由控制线缆导体21和挤包于控制线缆导体21上的控制线缆绝缘层22构成，在相互绞合成束的控制线缆绝缘芯线外包覆有控制线缆外护层23。

上述仅举出了本发明一种优选的实施方式，但本发明并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。如构成冷却腔的冷却腔支撑肋并不限于4个，还可以是2个、3个或更多个；信号线缆3也不限于2根，而应根据实际使用要求确定其根数；同样控制线缆2也不限于1根，可根据实际需要而选择确定，构成控制线缆2的控制线缆绝缘芯线的根数也不限于8根；在电力线缆导体上也可以不设置线束铠装层，其冷却腔支撑肋直接支承于电力线缆导体上；缆芯外既可以是依次设置有包带层和电缆外护套，还可以根据实际需要增加或设置如铠装层、防水层等结构。因此凡根据本发明基本原理所作出的等效变换，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电桩冷却电缆，包括缆芯，以及包覆于缆芯外的电缆外护套（8），其特征在于：所述缆芯包括有电力线缆（1）、地线（5）及辅助电力线缆（4），该缆芯还包括有控制线缆（2）和/或信号线缆（3）；所述电力线缆（1）包括有电力线缆导体（11）和电力线缆绝缘层（15），在电力线缆导体（11）和电力线缆绝缘层（15）之间设置有冷却腔支撑肋（13），所述电力线缆绝缘层（15）、冷却腔支撑肋（13）和电力线缆导体（11）围成用于输送冷却液的冷却腔（14），该冷却腔（14）围绕于电力线缆导体（11）的外周并沿电力线缆导体（11）的长度方向设置。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述电力线缆导体（11）由若干金属导体丝绞合成束而构成，在电力线缆导体（11）上设置有线束铠装层（12），所述冷却腔支撑肋（13）支承于该线束铠装层（12）上。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述线束铠装层（12）为金属丝编织层和/或金属箔带层。

4.根据权利要求1、2或3所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述冷却腔支撑肋（13）至少有二个，该冷却腔支撑肋（13）与电力线缆绝缘层（15）连为一体。

5.根据权利要求4所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述冷却腔（14）相互连通。

6.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述缆芯包括有两根电力线缆（1）、一根地线（5）及两根辅助电力线缆（4），该缆芯还包括有控制线缆（2）和信号线缆（3）。

7.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述缆芯中填充有填充物（6），所述的电力线缆（1）、地线（5）、辅助电力线缆（4）及控制线缆（2）和/或信号线缆（3）均埋设于该填充物（6）中。

8.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述辅助电力线缆（4）包括由若干金属丝绞合而成的辅助电力线缆导体（41），在该辅助电力线缆导体（41）外挤包有辅助电力线缆绝缘层（42）；所述地线（5）包括由若干金属丝绞合而成的地线导体（51），在该地线导体（51）外挤包有地线绝缘层（52）。

9.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述信号线缆（3）包括有两根相互绞合的信号线缆绝缘芯线，该信号线缆绝缘芯线由信号线缆导体（31）和挤包于信号线缆导体（31）外的信号线缆绝缘层（32）构成，在两根信号线缆绝缘芯线外包覆有信号线缆护套层（33）。

10.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩冷却电缆，其特征在于：所述控制线缆（2）至少包括有两根相互绞合的控制线缆绝缘芯线，该控制线缆绝缘芯线由控制线缆导体（21）和挤包于控制线缆导体（21）外的控制线缆绝缘层（22）构成，在控制线缆绝缘芯线外包覆有控制线缆护套层（23）。