CN108320846A - 一种大功率充电桩专用dc+与dc-并冷液冷电缆 - Google Patents
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Abstract
一种大功率充电桩专用DC+与DC‑并冷液冷电缆，包括电缆外套管和设置在电缆外套管内的信号线a、信号线b、信号线c、信号线d、信号线e和信号线f，所述电缆外套管内还设置有DC+、DC‑两根绝缘电极套管，每根绝缘电极套管内分别对应设置有一根软体导线，且软体导线包括冷却液内管和导体部分，所述冷却液内管贯穿套嵌在导体部分的中心；所述两根软体导线的一端均分别连接有液冷端子，另一端分别连接有电缆电极；所述冷却液内管为中空结构，其中空部分为冷却液内通道，绝缘电极套管与导体部分之间设置有截面为环状的冷却液外通道。流动的冷却液可以带走电缆工作时产生的热，可以解决上述充电桩干式电缆在使用过程中的过热问题，实用性非常高。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车使用的大功率充电桩领域，具体为一种大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆。
背景技术
大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，目前在国内外均是空白。随着燃油汽车的消失，与其相伴的加油站也将完成它的历史使命，取而代之的将是遍布全国各地的充电站，充电站的硬件设施是大功率充电桩。目前，市场上有多种规格的充电桩产品，这些充电桩产品可以根据其功率大小归类划分，目前，中功率充电桩的电源与充电枪之间的连接,用的是干式集成电缆。这种电缆与公知的普通电缆不同，它的内部不仅有动力线和接地线，还有信号线等。电缆长度在6米到10米之间。这种中功率充电桩，因干式集成电缆的散热条件不好,以同辆电动公交车充电为例，若用中功率充电桩充电，充满电瓶需用三个小时；若用大功率充电桩充电，充满电瓶只需用15分钟,或用时更少。这种大功率充电桩,面临的急需要解决的技术问题是电缆的散热问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，包括电缆外套管和设置在电缆外套管内的信号线a、信号线b、信号线c、信号线d、信号线e和信号线f，所述电缆外套管内还设置有DC+、DC-两根绝缘电极套管，每根绝缘电极套管内分别对应设置有一根软体导线，且软体导线包括冷却液内管和导体部分，所述冷却液内管贯穿套嵌在导体部分的中心；所述两根软体导线的一端均分别连接有液冷端子，另一端分别连接有电缆电极；所述冷却液内管为中空结构，其中空部分为冷却液内通道，绝缘电极套管与导体部分之间设置有截面为环状的冷却液外通道。
为了进一步改进技术方案，本发明所述导体部分包括软导体及防护网，所述冷却液内管贯穿套嵌在软导体的中心，软导体贯穿套嵌在防护网的内部，绝缘电极套管与防护网之间设置有环状的冷却液外通道；所述软导体为多股绞合线芯，截面为35～60平方毫米；所述多股绞合线芯由多根小直径的镀锡铜单线绞合成小股线,所述多个小股线绞合成一根软导体；所述防护网是镀锡铜丝线编织网；所述的冷却液内管为聚四氟乙烯管。
为了进一步改进技术方案，本发明所述液冷端子为中空结构，包括接线端部分、充电枪连接部分和导线连接部分，所述充电枪连接部分位于接线端部分和导线连接部分之间；导线连接部分为的端部为中空开口结构，与软体导线连接，接线端部分的端部为中空封闭结构，其外壁为插头结构；所述液冷端子内部的中空部分分为大直径和小直径两段，其与软体导线连接端的中空直径大于另一端的中空直径，两段之间通过环形台阶连接。
为了进一步改进技术方案，本发明在软体导线的一端与液冷端子连接处，所述软体导线设置在液冷端子的内部中空结构部分，其冷却液内管延伸至液冷端子中空结构部分的小直径段，软导体及防护网设置在中空结构部分的大直径段，且软导体及防护网半圆压接在液冷端子的内部中空结构部分的大直径段；所述包裹在软体导线上的绝缘电极套管端部套压在导线连接部分的外壁，且绝缘电极套管的外壁上锁紧设置有密封卡箍。
为了进一步改进技术方案，本发明所述导线连接部分的外壁上设置有与密封卡箍相配合的马牙齿；密封卡箍在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合。
为了进一步改进技术方案，本发明所述半圆压接为在软体导线的一端与液冷端子连接处，所述软导体及防护网截面呈半圆环形，其内表面包裹在冷却液内管的外壁上，外表面电性接触在液冷端子的内部中空结构部分的大直径段。
为了进一步改进技术方案，本发明所述电缆电极包括电极管道和分别设置在电极管道两端的电缆电极进液口与导线连接口，所述电极管道的管壁上还设置有联通管道内外侧的电缆电极出液口和安装座；所述软体导线通过导线连接口与电缆电极连接，且包裹在软体导线上的绝缘电极套管端部套压在导线连接口的外壁，且导线连接口的外壁上也锁紧设置有密封卡箍。所述导线连接部分的外壁上设置有密封卡箍，密封卡箍在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合；所述软体导线的冷却液内通道进水口与电缆电极进液口相连接，所述冷却液外通道的出水口与电缆电极出液口相连接。
为了进一步改进技术方案，本发明所述电缆电极的电缆电极进液口上连接有进液口快接接头，电缆电极出液口上连接有出液口快接接头。
为了进一步改进技术方案，本发明在软体导线连接的液冷端子端，液冷端子的外壁上充电枪连接部分的外径大于导线连接部分的外径，且充电枪连接部分与密封卡箍之间设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈；同时软体导线连接的电缆电极端，电缆电极与密封卡箍之间也设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆,冷却液通过进液口快接接头,进入电缆电极，然后再通过电缆电极进入软体导线的冷却液内管内的冷却液内通道，冷却液在冷却液内管从电缆电极端流向液冷端子端，冷却液在液冷端子的中空结构部位流出，然后通过半圆压接部位进入缘电极套管与防护网之间的冷却液外通道，这样每根液冷电缆内部都形成一个从电缆电极到液冷端子端，然后又从液冷端子端回流到电缆电极端的并联内循环的冷却通道，最终，电缆内部经过热交换的冷却液在冷却液外通道流向电缆电极出液口，并从出液口快接接头流出，在电缆内部经过热交换的冷却液最终流向冷却系统，经过冷却系统冷却后的冷却液又再次通过进液口快接接头等进入冷却液内通道，进入下一个循环。
本发明软体导线适用于大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，通过在大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆的软导体内设置冷却液内管，该冷却液内管即为冷却介质的进入通道，冷却介质通过该通道直至充电枪的端子，再由防护铜网外壁与绝缘套管内壁之间形成的冷却外通道送入电缆外的冷却系统，如此循环过程中，冷却介质就可将电缆及充电端子工作中发的热带出电缆外，在不增加体积的情况下，能够安全地承载电流600安培。保证大功率充电桩专用水冷电缆在允许的温度范围内安全可靠的工作。
本发明采用的冷却介质为纯净水或冷却油，常温地带可采用纯净水，寒冷地带采用冷却油，防止冷却介质上冻，保证电缆在不同地带的正常工作。本发明所述的冷却液内管是在软体导线内设置一根聚四氟乙烯管冷却内管，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性（可以抵抗1500伏高压电）和良好的抗老化能力，耐温优异（能在正250℃至负180℃的温度下长期工作），对人没有毒性。本发明所述软导体为多股小股线绞合线芯，截面为35～60平方毫米，经研究，采用多股导线绞合线作为线芯能使电缆的柔软性大大增加，而且可使弯曲时的曲度不集中在一处，而是分布在每股导线上，每股导线的直径越小，弯曲时产生的弯曲应力也就越小，因而在允许弯曲半径情况下不会发生塑性变形，具有稳定性好、可靠性强、强度高、便于加工制造和安装的特点。本发明所述防护铜网是用镀锡铜丝线编织的一层防护铜网,它的作用是防止绞合成的软导体松散,方便下道工序的装配。
本发明通过将接线端子的内部设置有液冷通道，即将接线端子设计为中空结构，把接线端子与软体导线连接为一体，使接线端子的液冷通道与软体导线的液冷通道共用，这样冷却介质通过软体导线的冷却内管进入接线端子的中心，再通过软体线的冷却内管外壁与接线端子内壁之间形成的回流通道将接线端子产生的高温度带出接线端子，再通过软体导线上的冷却外通道送入电缆外的冷却系统，冷却外通道送入电缆外的冷却系统，如此循环过程中，冷却介质就可将电缆及充电端子工作中发的热带出电缆外，在不增加体积的情况下，能够安全地承载电流600安培。保证大功率充电桩专用接线端子在允许的温度范围内安全可靠的工作。
本发明大功率充电桩DC+与DC-并冷电缆用电缆电极有以下的特点:大功率充电桩专用水冷电缆电极上设置进水口和出水口,而大功率充电枪专用水冷端子上不设置进水口和出水口。这样做可以使大功率充电枪专用水冷端子的体积比中功率充电枪端子的体积更小。这样可使充电枪的体积减小,可以减低生产成本。充电枪的体积减小操作工人使用会更加方便。大功率充电桩专用的两根水冷电缆DC+和DC-,各自的冷却水路独立,而不串接,与两根电缆冷却水路串接的结构相比耗能要少。这种结构在公知的水冷电缆领域没有类似的，没有可比性。
流动的冷却液可以带走电缆工作时产生的热，可以解决上述充电桩干式电缆在使用过程中的过热问题，实用性非常高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明软体导线的结构示意图；
图3为液冷端子的结构示意图。
图4为电缆电极的结构示意图。
图5为本发明软体导线与水冷端子及电缆电极的连接结构示意图。
图6为图5中A-A的截面示意图。
图7为图5中B-B的截面示意图。
图8为本发明中冷却液循环的结构示意图。
图9为软体导线与绝缘电极套管中冷却液通道的结构示意图。
图中：1、电缆外套管；2、软体导线；3、绝缘电极套管；4、电缆电极；5、液冷端子；6、密封卡箍；7、进液口快接接头；8、出液口快接接头；9、聚四氟乙烯绝缘垫圈；10、信号线a；11、信号线b；12、信号线c；13、信号线d；14、信号线e；15、信号线f；16、冷却系统；
201、冷却液内管；202、软导体；203、防护铜网；204、冷却液内通道；205、冷却液外通道；
401、电缆电极进液口；402、安装座；403、电缆电极出液口；404、电极管道；405、导线连接口；
501、接线端部分；502、充电枪连接部分；503、导线连接部分。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，包括电缆外套管1和设置在电缆外套管1内的信号线a10、信号线b11、信号线c12、信号线d13、信号线e14和信号线f15，所述电缆外套管1内还设置有红、黑两根绝缘电极套管3，每根绝缘电极套管3内设置有一根软体导线2，且软体导线2包括冷却液内管201和导体部分，所述冷却液内管201贯穿套嵌在导体部分的中心；所述两根软体导线2的一端均分别连接有液冷端子5，另一端分别连接有电缆电极4；所述冷却液内管201为中空结构，其中空部分为冷却液内通道204，绝缘电极套管3与导体部分之间设置有截面为环状的冷却液外通道205；所述导体部分包括软导体202及防护网203，所述冷却液内管201贯穿套嵌在软导体202的中心，软导体202贯穿套嵌在防护网203的内部，绝缘电极套管3与防护网203之间设置有环状的冷却液外通道205；所述软导体202为多股绞合线芯，截面为35～60平方毫米；所述多股绞合线芯由多根小直径的镀锡铜单线绞合成小股线,所述多个小股线绞合成一根软导体；所述防护网203是镀锡铜丝线编织网；所述的冷却液内管201为聚四氟乙烯管。
所述液冷端子5为中空结构，包括接线端部分501、充电枪连接部分502和导线连接部分503，所述充电枪连接部分502位于接线端部分501和导线连接部分503之间；导线连接部分503为的端部为中空开口结构，与软体导线2连接，接线端部分501的端部为中空封闭结构，其外壁为插头结构；所述液冷端子5内部的中空部分分为大直径和小直径两段，其与软体导线2连接端的中空直径大于另一端的中空直径，两段之间通过环形台阶连接。在软体导线2的一端与液冷端子5连接处，所述软体导线2设置在液冷端子5的内部中空结构部分，其冷却液内管201延伸至液冷端子5中空结构部分的小直径段，软导体202及防护网203设置在中空结构部分的大直径段，且软导体202及防护网203半圆压接在液冷端子5的内部中空结构部分的大直径段；所述包裹在软体导线2上的绝缘电极套管3端部套压在导线连接部分503的外壁，且绝缘电极套管3的外壁上锁紧设置有密封卡箍6。所述导线连接部分503的外壁上设置有与密封卡箍6相配合的马牙齿；密封卡箍6在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合。
所述半圆压接为在软体导线2的一端与液冷端子5连接处，所述软导体202及防护网203截面呈半圆环形，其内表面包裹在冷却液内管201的外壁上，外表面电性接触在液冷端子5的内部中空结构部分的大直径段。
所述电缆电极4包括电极管道404和分别设置在电极管道404两端的电缆电极进液口401与导线连接口405，所述电极管道404的管壁上还设置有联通管道内外侧的电缆电极出液口403和安装座402；所述软体导线2通过导线连接口405与电缆电极4连接，且包裹在软体导线2上的绝缘电极套管3端部套压在导线连接口405的外壁，且导线连接口405的外壁上也锁紧设置有密封卡箍6。所述导线连接部分503的外壁上设置有密封卡箍6，密封卡箍6在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合；所述软体导线2的冷却液内通道204进水口与电缆电极进液口401相连接，所述冷却液外通道205的出水口与电缆电极出液口403相连接。
所述电缆电极4的电缆电极进液口401上连接有进液口快接接头7，电缆电极出液口403上连接有出液口快接接头8。
在软体导线2连接的液冷端子5端，液冷端子5的外壁上充电枪连接部分502的外径大于导线连接部分503的外径，且充电枪连接部分502与密封卡箍6之间设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈9；同时软体导线2连接的电缆电极4端，电缆电极4与密封卡箍6之间也设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈9。
工作原理：冷却液由进液口快接接头7,通过电缆电极4的电缆电极进液口401进入软体导线2内部的冷却液内管201的冷却液内通道204,液冷端子5的内部中空部分后，由于压力作用，沿绝缘电极套管3与导体部分之间设置有截面为环状的冷却液外通道205返回,由于冷却液外通道205连接在电缆电极出液口403，经过返回的冷却液在电缆电极出液口403处，通过出液口快接接头8回到冷却液的冷却装置,循环使用，流动的冷却液可以带走电缆工作时产生的热，可以解决上述充电桩干式电缆在使用过程中的过热问题，实用性非常高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，包括电缆外套管（1）和设置在电缆外套管（1）内的信号线a(10）、信号线b(11）、信号线c(12）、信号线d(13）、信号线e(14）和信号线f(15），其特征是：所述电缆外套管（1）内还设置有DC+、DC-两根绝缘电极套管(3），每根绝缘电极套管(3）内分别对应设置有一根软体导线（2），且软体导线（2）包括冷却液内管（201）和导体部分，所述冷却液内管（201）贯穿套嵌在导体部分的中心；所述两根软体导线（2）的一端均分别连接有液冷端子(5），另一端分别连接有电缆电极(4）；所述冷却液内管（201）为中空结构，其中空部分为冷却液内通道（204），绝缘电极套管(3）与导体部分之间设置有截面为环状的冷却液外通道（205）。
2.如权利要求1所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述导体部分包括软导体（202）及防护网（203），所述冷却液内管（201）贯穿套嵌在软导体（202）的中心，软导体（202）贯穿套嵌在防护网（203）的内部，绝缘电极套管(3）与防护网（203）之间设置有环状的冷却液外通道（205）；所述软导体（202）为多股绞合线芯，截面为35～60平方毫米；所述多股绞合线芯由多根小直径的镀锡铜单线绞合成小股线,所述多个小股线绞合成一根软导体；所述防护网（203）是镀锡铜丝线编织网；所述的冷却液内管（201）为聚四氟乙烯管。
3.如权利要求1所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述液冷端子(5）为中空结构，包括接线端部分（501）、充电枪连接部分（502）和导线连接部分（503），所述充电枪连接部分（502）位于接线端部分（501）和导线连接部分（503）之间；导线连接部分（503）为的端部为中空开口结构，与软体导线（2）连接，接线端部分（501）的端部为中空封闭结构，其外壁为插头结构；所述液冷端子(5）内部的中空部分分为大直径和小直径两段，其与软体导线（2）连接端的中空直径大于另一端的中空直径，两段之间通过环形台阶连接。
4.如权利要求3所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：在软体导线（2）的一端与液冷端子(5）连接处，所述软体导线（2）设置在液冷端子(5）的内部中空结构部分，其冷却液内管（201）延伸至液冷端子(5）中空结构部分的小直径段，软导体（202）及防护网（203）设置在中空结构部分的大直径段，且软导体（202）及防护网（203）半圆电性压接在液冷端子(5）的内部中空结构部分的大直径段；所述包裹在软体导线（2）上的绝缘电极套管(3）端部套压在导线连接部分（503）的外壁，且绝缘电极套管(3）的外壁上锁紧设置有密封卡箍(6）。
5.如权利要求4所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述导线连接部分（503）的外壁上设置有与密封卡箍（6）相配合的马牙齿；密封卡箍（6）在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合。
6.如权利要求4所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述半圆电性压接为在软体导线（2）的一端与液冷端子(5）连接处，所述软导体（202）及防护网（203）截面呈半圆环形，其内表面包裹在冷却液内管（201）的外壁上，外表面电性接触在液冷端子(5）的内部中空结构部分的大直径段。
7.如权利要求1所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述电缆电极(4）包括电极管道（404）和分别设置在电极管道（404）两端的电缆电极进液口（401）与导线连接口（405），所述电极管道（404）的管壁上还设置有联通管道内外侧的电缆电极出液口（403）和安装座（402）；所述软体导线（2）通过导线连接口（405）与电缆电极(4）连接，且包裹在软体导线（2）上的绝缘电极套管(3）端部套压在导线连接口（405）的外壁，且导线连接口（405）的外壁上也锁紧设置有密封卡箍(6）。
8.如权利要求7所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述导线连接部分（503）的外壁上设置有密封卡箍（6），密封卡箍（6）在锁紧前为中空的圆柱形结构，锁紧后的形状与马牙齿相互配合；所述软体导线（2）的冷却液内通道（204）进水口与电缆电极进液口（401）相连接，所述冷却液外通道（205）的出水口与电缆电极出液口（403）相连接。
9.如权利要求7所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：所述电缆电极(4）的电缆电极进液口（401）上连接有进液口快接接头(7），电缆电极出液口（403）上连接有出液口快接接头(8）。
10.如权利要求3或7所述的大功率充电桩专用DC+与DC-并冷液冷电缆，其特征是：在软体导线（2）连接的液冷端子(5）端，液冷端子(5）的外壁上充电枪连接部分（502）的外径大于导线连接部分（503）的外径，且充电枪连接部分（502）与密封卡箍(6）之间设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈(9）；同时软体导线（2）连接的电缆电极(4）端，电缆电极(4）与密封卡箍(6）之间也设置有聚四氟乙烯绝缘垫圈(9）。
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