CN109727713B - 一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆 - Google Patents

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Abstract

一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，涉及大功率充电桩领域，包括电缆外被内的一根DC+串冷液冷线缆、一根DC‑串冷液冷线缆以及若干信号线。DC+、DC‑串冷液冷线缆包括波纹管导体以及连接在波纹管导体两端的串冷电极和串冷端子，波纹管导体包括波纹铜管导体和软体导线，所述波纹管导体贯穿于DC+、DC‑串冷液冷线缆的绝缘套管内，且波纹管导体的外径小于绝缘套管的内径。绝缘套管一端与串冷电极的电极套接轴密封套接，另一端与串冷端子的端子套接轴密封套接。波纹铜管导体具有通道作用、导电作用、防弯曲作用，本发明中的串冷电极、波纹管导体以及串冷端子构成完整的冷却循环通道，进一步地完善了串冷液冷电缆。

Description

一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆
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，尤其是涉及一种一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆。
背景技术
随着新能源电动汽车的快速增长，充电桩也遍布城市的各个角落。在充电桩领域内大功率充电桩以其充电电流大、充电时间短的优势而日渐突出。申请号为CN201810249727.1的专利公开了一种大功率充电桩专用DC+与DC-串冷液冷电缆。在这种并冷液冷电缆中的、用于导电的导体包括软体导线和防护铜网，软体导线为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导体，截面面积为35～60平方毫米，防护铜网是由镀锡铜线编织而成的管状护网，软体导线贯穿在防护铜网内管壁上，共同用来导电。该专利中采用串冷液冷的冷却方式对于导体进行冷却，冷却液从DC+串冷液冷线缆的电极处进入线缆，在端子处进入DC-串冷液冷线缆内，并从DC-串冷液冷线缆的电极处流出，循环冷却。
发明内容
为了继续完善背景技术中的DC+与DC-串冷液冷电缆，本发明公开了一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，包括电缆外被内的一根DC+串冷液冷线缆、一根DC-串冷液冷线缆以及若干信号线，其特征是：所述DC+、DC-串冷液冷线缆包括波纹管导体以及连接在波纹管导体两端的串冷电极和串冷端子。
所述波纹管导体包括波纹铜管导体和软体导线，所述波纹管导体贯穿于DC+、DC-串冷液冷线缆的绝缘套管内，且波纹管导体的外径小于绝缘套管的内径。
所述串冷电极为轴体，一端设有电极管道，电极管道的端面上设有用于与波纹管导体连接的导线连接口,在电极管道的管壁上、沿远离导线连接口的方向上依次设有电极返水孔、用于与绝缘套管密封套接的电极套接轴和冷却液进出口，其中，电极套接轴的外径大于电极管道的外径；在导线连接口内设置有内撑轴套，所述波纹管导体的一端压接在导线连接口与内撑轴套之间的缝隙中。
所述串冷端子包括两个相同结构的DC+、DC-串冷端子单体和绝缘连接管，所述DC+、DC-串冷端子单体为内部具有空腔的台阶轴状结构，其外部依次分为导线连接部分、充电枪连接部分和接线端部分三部分，在导线连接部分的端面上设有圆柱形空腔，圆柱形空腔封闭于串冷端子单体的另一端，在圆柱形空腔的口部设有导线压接口；在导线连接部分的管壁上、沿远离导线压接口的方向上依次设有端子返水孔、用于与绝缘套管密封套接的端子套接轴和贯通口，其中，端子套接轴的外径大于导线连接部分的其余部分，所述DC+、DC-串冷端子单体的两个贯通口通过绝缘连接管连通；在导线压接口内设置有内撑轴套，所述波纹管导体的另一端压接在导线压接口与内撑轴套之间的缝隙中。
所述DC+、DC-串冷端子单体内各设置有一个分流体，分流体将液冷端子单体的圆柱形空腔分为两个空腔，其中一个空腔与绝缘连接管连通，另一个空腔与导线压接口连通，两个空腔之间通过连通部连通。
所述绝缘套管一端与串冷电极的电极套接轴密封套接，另一端与串冷端子的端子套接轴密封套接。
优选的，所述软体导线为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导线，所述软体导线贯穿于波纹铜管导体的外管壁外。
优选的，所述软体导线为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导线，所述软体导线贯穿于波纹铜管导体的内管壁内。
优选的，所述软体导线为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的圆柱状导线，所述软体导线贯穿于波纹铜管导体的内管壁内，且软体导线的外径小于波纹铜管导体的内径。
优选的，所述串冷电极在与电极管道相对的另一端设有用于建立串冷电极与充电桩电性连接的电极安装座。
优选的，在所述电极套接轴、端子套接轴上设有马牙齿，所述绝缘套管的两端分别套接在电极套接轴、端子套接轴的马牙齿上，并通过锁紧卡箍箍紧。
优选的，在所述电极管道的外管壁上设有环槽，所述电极返水孔位于环槽内；在所述导线连接部分的外管壁上设有环槽，所述端子返水孔位于环槽内。
优选的，所述分流体为轴状，在轴的外圆柱面中间部位、轴平面两侧设置有缺口沉台、沉台，在其中一轴端面设置有连通部，在另一轴端面、缺口沉台一侧设置有轴向缺口；所述分流体有连通部的一端连接在圆柱形空腔底部，两个分流体的沉台相对设置；沉台与圆柱形空腔构成的半圆通道与绝缘连接管连通，缺口沉台与圆柱形空腔构成缺口通道，缺口通道通过连通部与半圆通道连通。
优选的，所述圆柱形空腔为螺纹孔，所述分流体的外圆柱面设有外螺纹，分流体与圆柱形空腔螺接。
优选的，所述分流体与圆柱形空腔为过盈配合连接。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，软体导线贯穿于波纹铜管导体的外管壁外，也可以贯穿于波纹铜管导体的外管壁外。由于波纹铜管导体本身为波纹管，因此具有弯曲时其截面流通面积不变的特性，液冷线缆内的冷却液流动不会受到线缆弯曲的影响。由于波纹铜管导体本身为铜管，所以其本身参与串冷端子与串冷电极之间的电流导通。
DC+、DC-串冷液冷线缆的波纹管导体、电极管道、圆柱形空腔构成了冷却液内通道；相互连通的端子返水孔、绝缘套管与波纹管导体之间的环形空腔以及电极返水孔构成了冷却液外通道10；DC+、DC-串冷端子单体通过绝缘连接管连通，构成了DC+串冷端子单体内的缺口通道、半圆通道，通过绝缘连接管，与DC-串冷端子单体内的半圆通道、缺口通道的连通通道。由此，构成了完整的冷却循环通道，该冷却通道不但实现串冷端子、串冷电极体内的全循环冷却，而且实现了波纹管导体的内外全方位冷却，冷却效果很好。
本发明中的波纹铜管导体具有通道作用、导电作用、防弯曲作用，相比背景技术有明显的技术改进，本发明中的串冷电极、波纹管导体以及串冷端子构成完整的冷却循环通道，进一步地完善了背景技术中所述的DC+与DC-串冷液冷电缆。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为DC+、DC-串冷液冷线缆的剖面结构示意图。
图3为软体导线贯穿于波纹铜管导体的内管壁内的结构示意图。
图4为串冷电极的轴侧向结构示意图。
图5为图4的轴向剖面结构示意图。
图6为DC+、DC-串冷端子单体的轴侧向结构示意图。
图7为图6的轴向剖面结构示意图。
图8为串冷端子的轴向剖面结构示意图。
图9为分流体的轴侧向结构示意图。
图10为软体导线贯穿于波纹铜管导体的外管壁外的结构示意图。
图11为软体导线为圆柱状导线时在波纹铜管导体内的结构示意图。
图12为图9在与串冷电极或串冷端子压接时的端部结构示意图。
图13为本发明的工作原理示意图。
图中：1、波纹管导体；1.1、波纹铜管导体；1.2、软体导线；2、串冷电极；2.1、电极管道；2.2、冷却液进出口；2.3、导线连接口；2.4、电极返水孔；2.5、电极套接轴；2.6、内撑轴套；2.7、电极安装座；3、串冷端子；3.1、导线连接部分；3.2、充电枪连接部分；3.3、接线端部分；3.4、圆柱形空腔；3.5、端子返水孔；3.6、端子套接轴；3.7、贯通口；3.8、绝缘连接管；3.9、导线压接口；4、分流体；4.1、缺口沉台；4.2、沉台；4.3、连通部；5、半圆通道；6、缺口通道；7、绝缘套管；8、锁紧卡箍；9、冷却液内通道；10、冷却液外通道。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
实施例一：一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，如图1所示，包括电缆外被内的一根DC+串冷液冷线缆、一根DC-串冷液冷线缆以及若干信号线，所述DC+、DC-串冷液冷线缆包括波纹管导体1以及连接在波纹管导体1两端的串冷电极2和串冷端子3。串冷液冷电缆是指DC+与DC-两根液冷线缆的冷却液循环通道相互连通，冷却液从DC+串冷液冷线缆的冷却液进出口进入，在串冷端子处进入DC-串冷液冷线缆，再从DC-串冷液冷线缆的冷却液进出口，循环冷却。
如图2-3所示，所述波纹管导体1包括波纹铜管导体1.1和软体导线1.2，所述波纹管导体1贯穿于DC+、DC-串冷液冷线缆的绝缘套管7内，且波纹管导体1的外径小于绝缘套管7的内径。波纹管导体1、电极管道2.1、圆柱形空腔3.4构成了冷却液内通道9；相互连通的端子返水孔3.5、绝缘套管7与波纹管导体1之间的环形空腔以及电极返水孔2.4构成了冷却液外通道10。本实施例中，软体导线1.2贯穿于波纹铜管导体1.1的内管壁内，波纹管导体1位于冷却液内通道9与冷却液外通道10之间，波纹铜管导体1.1、软体导线1.2都能被循环冷却液冷却。
由于波纹铜管导体1.1本身为波纹管，因此具有弯曲时其截面流通面积不变的特性，液冷线缆内的冷却液流动不会受到线缆弯曲的影响。由于波纹铜管导体1.1本身为铜管，所以其本身参与串冷端子3与串冷电极2之间的电流导通。
如图4-5所示，所述串冷电极2为轴体，一端设有电极管道2.1，电极管道2.1的端面上设有用于与波纹管导体1连接的导线连接口2.3,在电极管道2.1的管壁上、沿远离导线连接口2.3的方向上依次设有电极返水孔2.4、用于与绝缘套管7密封套接的电极套接轴2.5和冷却液进出口2.2，其中，电极套接轴2.5的外径大于电极管道2.1的外径；在导线连接口2.3内设置有内撑轴套2.6，所述波纹管导体1的一端压接在导线连接口2.3与内撑轴套2.6之间的缝隙中。
为了增加装配工艺性，所述串冷电极2在与电极管道2.1相对的另一端设有用于建立串冷电极2与充电桩电性连接的电极安装座2.7。
为了增强电极返水孔的流通效果，在所述电极管道2.1的外管壁上设有环槽，所述电极返水孔2.4位于环槽内。
如图6-8所示，所述串冷端子3包括两个相同结构的DC+、DC-串冷端子单体和绝缘连接管3.8，所述DC+、DC-串冷端子单体为内部具有空腔的台阶轴状结构，其外部依次分为导线连接部分3.1、充电枪连接部分3.2和接线端部分3.3三部分，在导线连接部分3.1的端面上设有圆柱形空腔3.4，圆柱形空腔3.4封闭于串冷端子单体的另一端，在圆柱形空腔3.4的口部设有导线压接口3.9；在导线连接部分3.1的管壁上、沿远离导线压接口3.9的方向上依次设有端子返水孔3.5、用于与绝缘套管7密封套接的端子套接轴3.6和贯通口3.7，其中，端子套接轴3.6的外径大于导线连接部分3.1的其余部分，所述DC+、DC-串冷端子单体的两个贯通口3.7通过绝缘连接管3.8连通；在导线压接口3.9内设置有内撑轴套2.6，所述波纹管导体1的另一端压接在导线压接口3.9与内撑轴套2.6之间的缝隙中。
为了防止外露的接线端部分意外短路，在所述接线端部分3.3的外端部安装有锥形橡胶堵头。
为了增强端子返水孔的流通效果，在所述导线连接部分3.1的外管壁上设有环槽，所述端子返水孔3.5位于环槽内。
如图8-9所示，所述DC+、DC-串冷端子单体内各安装有一个分流体4，所述分流体4为轴状，在轴的外圆柱面中间部位、轴平面两侧设置有缺口沉台4.1、沉台4.2，在其中一轴端面设置有连通部4.3，在另一轴端面、缺口沉台4.1侧设置有轴向缺口；所述分流体4有连通部4.3的一端连接在圆柱形空腔3.4底部，两个分流体4的沉台4.2相对设置；沉台4.2与圆柱形空腔3.4构成的半圆通道5与绝缘连接管3.8连通，缺口沉台4.1与圆柱形空腔3.4构成缺口通道6，缺口通道6通过连通部4.3与半圆通道5连通。DC+、DC-串冷端子单体通过绝缘连接管3.8连通，构成了DC+串冷端子单体内的缺口通道6、半圆通道5，通过绝缘连接管3.8，与DC-串冷端子单体内的半圆通道5、缺口通道6的连通通道。
如图2所示，为了构成冷却通道，所述绝缘套管7一端与串冷电极2的电极套接轴2.5密封套接，另一端与串冷端子3的端子套接轴3.6密封套接。为了增强套接密封性，在所述电极套接轴2.5、端子套接轴3.6上设有马牙齿，所述绝缘套管7的两端分别套接在电极套接轴2.5、端子套接轴3.6的马牙齿上，并通过锁紧卡箍8箍紧。
工作原理：如图13所示，所述波纹管导体1的一端压接在串冷电极2的导线连接口2.3与内撑轴套2.6之间的缝隙中，另一端压接在串冷端子3导线压接口3.9与内撑轴套2.6之间的缝隙中，构成了从串冷电极到串冷端子的电性连接，使充电桩的大功率电流通过本发明输送到电动汽车的插座上。由于绝缘连接管3.8为绝缘体，冷却液为变压器油等非导电性液体介质，因此，DC+、DC-串冷液冷线缆之间相互绝缘。
DC+、DC-串冷液冷线缆的波纹管导体1、电极管道2.1、圆柱形空腔3.4构成了冷却液内通道9；相互连通的端子返水孔3.5、绝缘套管7与波纹管导体1之间的环形空腔以及电极返水孔2.4构成了冷却液外通道10。DC+、DC-串冷端子单体通过绝缘连接管3.8连通，构成了DC+串冷端子单体内的缺口通道6、半圆通道5，通过绝缘连接管3.8，与DC-串冷端子单体内的半圆通道5、缺口通道6的连通通道。
冷却液从DC+串冷液冷线缆的冷却液进出口2.2流入、通过冷却液内通道9、冷却液外通道10进入串冷端子3，从串冷端子3进入DC-串冷液冷线缆的冷却液内通道9、冷却液外通道10，最后从DC-串冷液冷线缆的冷却液进出口2.2流出，实现循环冷却。
实施例二：如实施例一所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，如图10所示，本实施例与实施例一不同的是，所述软体导线1.2为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导线，所述软体导线1.2贯穿于波纹铜管导体1.1的外管壁外。实施例一中软体导线1.2贯穿于波纹铜管导体1.1的内管壁内，本实施例中，软体导线1.2贯穿于波纹铜管导体1.1的外管壁外，波纹管导体1位于冷却液内通道9与冷却液外通道10之间，波纹铜管导体1.1、软体导线1.2都能被循环冷却液冷却。显然，这种技术方案具有与实施例一相同的导电、冷却作用，其有益效果与实施例一所述相同。
实施例三：如实施例一所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，如图11所示，本实施例与实施例一不同的是，所述软体导线1.2为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的圆柱状导线，所述软体导线1.2贯穿于波纹铜管导体1.1的内管壁内，且软体导线1.2的外径小于波纹铜管导体1.1的内径。实施例一中软体导线1.2为管状导线，贯穿于波纹铜管导体1.1的内管壁内，本实施例中软体导线1.2为圆柱状导线，贯穿于波纹铜管导体1.1的内管壁内，波纹铜管导体1.1位于冷却液内通道9与冷却液外通道10之间，软体导线1.2位于冷却液内通道9内，波纹铜管导体1.1、软体导线1.2都能被循环冷却液冷却。显然，这种技术方案具有与实施例一相同的导电、冷却作用，其有益效果与实施例一所述相同。
如图12所示，由于软体导线1.2为圆柱状导线，为了实现与串冷电极2、串冷端子3的压接，波纹铜管导体1.1在与串冷电极2或串冷端子3压接处为圆柱管状，软体导线1.2的多股镀锡铜绞合线沿圆周方向分叉散开，并与波纹铜管导体1.1的圆柱管状接头一起压入串冷电极2或串冷端子3的环形缝隙中，这样既可以保证软体导线1.2、波纹铜管导体1.1与串冷电极2或串冷端子3可靠地电性连接，又可以保证冷却液能从软体导线1.2的圆周分叉间流通。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，包括电缆外被内的一根DC+串冷液冷线缆、一根DC-串冷液冷线缆以及若干信号线，其特征是：所述DC+、DC-串冷液冷线缆包括波纹管导体（1）以及连接在波纹管导体（1）两端的串冷电极（2）和串冷端子（3）；
所述波纹管导体（1）包括波纹铜管导体（1.1）和软体导线（1.2），所述波纹管导体（1）贯穿于DC+、DC-串冷液冷线缆的绝缘套管（7）内，且波纹管导体（1）的外径小于绝缘套管（7）的内径；
所述串冷电极（2）为轴体，一端设有电极管道（2.1），电极管道（2.1）的端面上设有用于与波纹管导体（1）连接的导线连接口（2.3）,在电极管道（2.1）的管壁上、沿远离导线连接口（2.3）的方向上依次设有电极返水孔（2.4）、用于与绝缘套管（7）密封套接的电极套接轴（2.5）和冷却液进出口（2.2），其中，电极套接轴（2.5）的外径大于电极管道（2.1）的外径；在导线连接口（2.3）内设置有内撑轴套（2.6），所述波纹管导体（1）的一端压接在导线连接口（2.3）与内撑轴套（2.6）之间的缝隙中；
所述串冷端子（3）包括两个相同结构的DC+、DC-串冷端子单体和绝缘连接管（3.8），所述DC+、DC-串冷端子单体为内部具有空腔的台阶轴状结构，其外部依次分为导线连接部分（3.1）、充电枪连接部分（3.2）和接线端部分（3.3）三部分，在导线连接部分（3.1）的端面上设有圆柱形空腔（3.4），圆柱形空腔（3.4）封闭于串冷端子单体的另一端，在圆柱形空腔（3.4）的口部设有导线压接口（3.9）；在导线连接部分（3.1）的管壁上、沿远离导线压接口（3.9）的方向上依次设有端子返水孔（3.5）、用于与绝缘套管（7）密封套接的端子套接轴（3.6）和贯通口（3.7），其中，端子套接轴（3.6）的外径大于导线连接部分（3.1）的其余部分，所述DC+、DC-串冷端子单体的两个贯通口（3.7）通过绝缘连接管（3.8）连通；在导线压接口（3.9）内设置有内撑轴套（2.6），所述波纹管导体（1）的另一端压接在导线压接口（3.9）与内撑轴套（2.6）之间的缝隙中；
所述DC+、DC-串冷端子单体内各设置有一个分流体（4），分流体（4）将串冷端子单体的圆柱形空腔（3.4）分为两个空腔，其中一个空腔与绝缘连接管（3.8）连通，另一个空腔与导线压接口（3.9）连通，两个空腔之间通过连通部（4.3）连通；
所述绝缘套管（7）一端与串冷电极（2）的电极套接轴（2.5）密封套接，另一端与串冷端子（3）的端子套接轴（3.6）密封套接。
2.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述软体导线（1.2）为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导线，所述软体导线（1.2）贯穿于波纹铜管导体（1.1）的外管壁外。
3.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述软体导线（1.2）为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的管状导线，所述软体导线（1.2）贯穿于波纹铜管导体（1.1）的内管壁内。
4.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述软体导线（1.2）为多股镀锡铜绞合线芯绞合而成的圆柱状导线，所述软体导线（1.2）贯穿于波纹铜管导体（1.1）的内管壁内，且软体导线（1.2）的外径小于波纹铜管导体（1.1）的内径。
5.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述串冷电极（2）在与电极管道（2.1）相对的另一端设有用于建立串冷电极（2）与充电桩电性连接的电极安装座（2.7）。
6.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：在所述电极套接轴（2.5）、端子套接轴（3.6）上设有马牙齿，所述绝缘套管（7）的两端分别套接在电极套接轴（2.5）、端子套接轴（3.6）的马牙齿上，并通过锁紧卡箍（8）箍紧。
7.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：在所述电极管道（2.1）的外管壁上设有环槽，所述电极返水孔（2.4）位于环槽内；在所述导线连接部分（3.1）的外管壁上设有环槽，所述端子返水孔（3.5）位于环槽内。
8.如权利要求1所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述分流体（4）为轴状，在轴的外圆柱面中间部位、轴平面两侧设置有缺口沉台（4.1）、沉台（4.2），在其中一轴端面设置有连通部（4.3），在另一轴端面、缺口沉台（4.1）一侧设置有轴向缺口；所述分流体（4）有连通部（4.3）的一端连接在圆柱形空腔（3.4）底部，两个分流体（4）的沉台（4.2）相对设置；沉台（4.2）与圆柱形空腔（3.4）构成的半圆通道（5）与绝缘连接管（3.8）连通，缺口沉台（4.1）与圆柱形空腔（3.4）构成缺口通道（6），缺口通道（6）通过连通部（4.3）与半圆通道（5）连通。
9.如权利要求8所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述圆柱形空腔（3.4）为螺纹孔，所述分流体（4）的外圆柱面设有外螺纹，分流体（4）与圆柱形空腔（3.4）螺接。
10.如权利要求8所述的一种紫铜波纹管结构的大功率充电桩串冷电缆，其特征是：所述分流体（4）与圆柱形空腔（3.4）为过盈配合连接。
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