CN109969021A - 包括用于在充电事件期间吸收热的相变材料的车辆充电系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“包括用于在充电事件期间吸收热的相变材料的车辆充电系统”。一种电气化车辆的充电系统包括：充电部件；以及相变材料，其相对于所述充电部件定位并且被配置为吸收来自所述充电部件的热。所述充电部件可包括车辆插座总成、充电线、充电连接器、高压电缆等。

Description

包括用于在充电事件期间吸收热的相变材料的车辆充电系统
技术领域
本公开涉及车辆充电系统，所述车辆充电系统利用相变材料在充电事件期间被动地冷却一个或多个充电部件。
背景技术
已有文献详细记载了对减少机动车燃料消耗和排放的期望。因此，正在开发减少或完全消除对内燃发动机的依赖性的车辆。为此，当前正在开发电气化车辆。通常，电气化车辆不同于常规的机动车辆，因为电气化车辆是通过一个或多个电池供电的电机选择性地驱动的。相比之下，常规的机动车辆仅依赖于内燃发动机来推进车辆。
传导式充电系统通常将电气化车辆连接到外部电源(诸如壁装电源插座或充电站)，以对车辆的电池组进行充电。插电式混合动力电动车辆和电池电动车辆例如包括车辆插座总成，所述车辆插座总成具有用于从充电站接收连接器的端口。充电系统的一些部件在充电事件期间生成热。在某些充电事件(例如，直流(DC)快速充电事件)期间，可能需要冷却这些部件以避免过热。
发明内容
根据本公开的示例性方面的一种电气化车辆的充电系统除了其他之外包括：充电部件；以及相变材料，其相对于所述充电部件定位并且被配置为吸收来自所述充电部件的热。
在前述充电系统的另外的非限制性实施例中，所述充电部件是车辆插座总成。
在前述充电系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述相变材料封装在所述车辆插座总成的壳体的背面上。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料是定位在形成于所述壳体的所述背面中的通道内的环。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，围绕所述车辆插座总成的配合端子的接触点由所述相变材料制成。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料是纳米结构化的相变材料。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述充电部件是充电连接器，所述充电连接器具有在所述充电连接器内延伸的充电线。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述充电线包括外壳和所述外壳内的金属丝。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料接收在所述外壳内的空腔内。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料径向地定位在所述外壳的外管壁与内管壁之间。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料被配置在设置在所述充电部件内的多个片材中。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述多个片材设置在所述充电部件的外壳内。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述充电部件是高压电缆。
根据本公开的另一个示例性方面的一种电气化车辆的充电系统除了其他之外包括：电池组；车辆插座总成；高压电缆，其连接所述电池组与所述车辆插座总成；充电连接器，其附接到充电线并能够连接到所述车辆插座总成；以及相变材料，其适于在充电期间吸收来自所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的至少一个的热。
在前述充电系统的另外的非限制性实施例中，所述充电是直流(DC)快速充电事件。
在前述充电系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的每一个包括所述相变材料。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料围绕所述车辆插座总成的端口进行设置。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述相变材料设置在所述高压电缆的外壳内或设置在所述充电线内。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车辆插座总成的一部分由所述相变材料制成。
在前述充电系统中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述部分是围绕是所述车辆插座总成的端口的配合端子的接触点。
前述段落、权利要求或下面的说明书和附图中的实施例、示例和替代例，包括它们的各个方面或各自的个体特征中的任一者，可被独立地或以任何组合的方式采用。结合一个实施例描述的特征可应用于全部实施例，除非此类特征是不兼容的。
根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可以简要描述如下。
附图说明
图1示意性地示出电气化车辆的动力传动系统。
图2示意性地示出正在充电站处充电时的电气化车辆。
图3示出用于对电气化车辆进行充电的示例性充电系统。
图4是充电系统的车辆插座总成的前视图。
图5是图4的车辆插座总成的后视图。
图6示出用于冷却图4和图5的车辆插座总成的部分的第一相变材料配置。
图7示出用于冷却图4和图5的车辆插座总成的部分的第二相变材料配置。
图8是充电系统的充电线和连接器的侧视图。
图9示出用于冷却图8的充电线和连接器的部分的第一相变材料配置。
图10示出用于冷却图8的充电线和连接器的部分的第二相变材料配置。
图11示出充电系统的高压电缆。
图12示出用于冷却图11的高压电缆的部分的第一相变材料配置。
图13示出用于冷却图11的高压电缆的部分的第二相变材料配置。
具体实施方式
本公开描述了用于对电气化车辆的能量储存装置(例如，电池组)进行充电的示例性传导式充电系统。示例性充电系统包括充电部件(例如，车辆插座总成、充电线、充电连接器、高压电缆等)和用于在充电事件期间被动地冷却充电部件的相变材料。在本具体实施方式的以下段落中更详细地论述了这些和其他特征。
图1示意性地示出电气化车辆12的动力传动系统10。电气化车辆12可以是例如电池电动车辆(BEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)。因此，尽管未在此实施例中示出，但是电气化车辆12可配备有内燃发动机，所述内燃发动机可以单独使用或与其他能量源结合使用以推进电气化车辆12。
在所示的实施例中，电气化车辆12是在没有来自内燃发动机的任何辅助的情况下仅仅通过电力(诸如通过电机14)推进的全电动车辆。电机14可作为电动马达、发电机、或两者进行操作。电机14接收电力并提供旋转输出功率。电机14可被连接到齿轮箱16，以用于以预定的齿轮比调节电机14的输出扭矩和速度。齿轮箱16通过输出轴20连接到一组驱动轮18。电压总线22通过逆变器26将电机14电连接到电池组24。电机14、齿轮箱16和逆变器26可共同称为变速器28。
电池组24是示例性电气化车辆用蓄电池。电池组24可以是高压牵引用蓄电池组，其包括能够输出电力以操作电气化车辆12的电机14和/或其他电负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元组)。其他类型的能量储存装置和/或输出装置也可用于为电气化车辆12提供电力。
电气化车辆12还配备有充电系统30，以用于对电池组24的能量储存装置(例如，电池单元)进行充电。如下文更详细地描述的，充电系统30可包括位于电气化车辆12上和位于电气化车辆12的外部的充电部件。充电系统30可连接到外部电源，以用于将从外部电源接收的电力接收并分配在整个电气化车辆12上。
图1的动力传动系统10是高度示意性的，并且不旨在限制本公开。可替代地或除此之外，动力传动系统10可在本公开的范围内采用各种另外的部件。此外，本公开的教义可以结合到任何类型的电气化车辆中，包括但不限于汽车、卡车、运动型多用途车、船、飞机等。
图2示出停放在传导式充电站32附近以用于充电的电气化车辆12。电气化车辆12可采用图1所示的动力传动系统10或任何类似的电气化动力传动系统。
充电站32由(示意性地示出的)外部电源34供电。在一个实施例中，外部电源34包括公用电网电源。在另一个实施例中，外部电源34包括替代性能量源，诸如太阳能、风能等。在又一个实施例中，外部电源34包括公用电网电源和替代性能量源的组合。
充电站32除了其他之外可包括壳体36和充电线38。通常，壳体36容纳充电站32的各种内部部件。壳体36的大小、形状和配置不旨在限制本公开。壳体36可另外包括输出显示器40，以用于向电气化车辆12的乘员42显示信息。
现参见图2和图3，充电线38可延伸到壳体36的外部，以连接到电气化车辆12。例如，充电线38可包括充电连接器44，所述充电连接器44被配置为连接到电气化车辆12的车辆插座总成46。源自外部电源34的电力可以从充电站32传递到车辆插座总成46，以用于经由附接到充电线38的充电连接器44对电气化车辆12的电池组24进行充电。高压电缆48在车辆插座总成46与电池组24之间进行连接，以用于将由车辆插座总成46接收的电力传递到电池组24，从而补充电池组24的电池单元的能量。
充电系统30可包括多个发热充电部件。在一个实施例中，充电线38、充电连接器44、车辆插座总成46、高压电缆48和电池组24构成电气化车辆12的充电系统30。因此，充电系统30可包括位于电气化车辆12上和位于电气化车辆12的外部的部件。
充电系统30可以被配置为利用任何类型的充电(例如，AC、DC等)向电池组24传送电力。在一个实施例中，充电系统30能够执行直流(DC)快速充电事件。DC快速充电事件是相对立即的快速充电事件，其通常持续大约三十分钟或更短时间。作为一个非限制性示例，充电系统30通过传送大于50kW的功率水平(与标准交流充电器的功率输出相反)以对电池组24进行快速充电来采用DC快速充电。
由于在DC快速充电事件期间交换的电流相对大，因此在充电系统30的一些充电部件中可生成相对显著量的热。通常期望在充电事件期间耗散这种热。下文进一步详细说明包括用于耗散在充电事件期间生成的热的特征的示例性充电部件。
继续参考图1至图3，图4至图5示出充电系统30的示例性车辆插座总成46。车辆插座总成46包括壳体50。壳体50永久地安装到车身51，并因此被认为是在电气化车辆12上。
壳体50包括正面52(参见图4)和背面54(参见图5)。壳体50的正面52面向电气化车辆12外(即，面朝充电站32)，并且背面54面向电气化车辆12内。
第一端口56和第二端口58设置在壳体50的正面52上。第一端口56包括多个配合端子60，其用于在充电连接器44耦接到车辆插座总成46时在充电事件期间承载交流电，并且第二端口58包括配合端子62，其用于在充电连接器44耦接到车辆插座总成46时在充电事件期间承载直流电。
相变材料64可以设置在壳体50的背面54处，以用于在充电事件(诸如DC快速充电事件)期间吸收在车辆插座总成46处生成的热。相变材料64可以采用各种配置以结合到壳体50中。在一个实施例中，相变材料64被配置为环65，该环65被接收为抵靠着背面54，使得其外接第二端口58(即，承载直流电的端口)(参见例如图5)。在另一个实施例中，相变材料64被接收在形成于壳体50的背面54中的通道66内(参见例如图6)。在又一个实施例中，围绕第二端口58的配合端子62的接触点68由相变材料64制成(参见例如图7)。
相变材料64适于在充电事件期间通过改变它的相(例如，固相到液相的相变或液相到固相的相变)被动地吸收来自车辆插座总成46的热。在一个实施例中，相变材料64是纳米结构化的相变材料。术语“纳米结构化”描述了相变材料(PCM)结晶结构的大小，其影响相变期间的热传递效率。结晶结构越小，相变越有效且一致。在另一个实施例中，相变材料64包括石蜡。然而，还可设想其他相变材料在本公开的范围内。例如，相变材料64可以是熔点大得足以吸收DC快速充电事件期间生成的热的任何相变材料。在一个实施例中，相变材料64能够吸收至少150℉(65.6℃)的温度。
继续参考图1至图3，图8至图10示出附接到充电系统30的充电线38的示例性充电连接器44。充电线38的一个区段可延伸到充电连接器44内。充电线38的与充电连接器44相反的一端附接到充电站32(参见图2)。
充电线38可包括围绕金属丝72的外壳70。外壳70可包括外管壁74和内管壁76。外管壁74外接内管壁76。空腔78可以形成在外壳70内部的径向位于外管壁74与内管壁76之间的位置处。
相变材料64可以设置在空腔78内，以用于在充电事件(诸如DC快速充电事件)期间被动地吸收来自充电连接器44的热。相变材料64可以采用各种配置以结合到充电线38的外壳70中。在一个实施例中，相变材料64被配置为环65，该环65被接收在空腔78内，使得其外接内管壁76(参见例如图9)。还可设想其他非环形形状在本公开的范围内。例如，外壳70和相变材料64可包括任何形状，并且所述形状不旨在限于图8和图9所示的特定形状。
在另一个实施例中，相变材料64被配置为多个条带80，所述多个条带80彼此周向间隔开且定位在外壳70内(参见例如图10)。多个条带80在外壳70内提供相变材料64的离散的区域或区段。
在又一个实施例中，相变材料64仅设置在充电线38的在充电连接器44内延伸的区段中。也就是说，在一个实施例中，相变材料64的长度可以小于充电线38的总长度。
继续参考图1至图3，图11至图13示出充电系统30的示例性高压电缆48。高压电缆48在车辆插座总成46与电池组24之间连接(参见图3)，以用于向电池组24输送电力。
高压电缆48可包括围绕金属丝84的外壳82。外壳82可包括外管壁86和内管壁88。外管壁86外接内管壁88。空腔90可以形成在外壳82内部的径向位于外管壁86与内管壁88之间的位置处。
相变材料64可以设置在空腔90内，以用于在充电事件(诸如DC快速充电事件)期间被动地耗散来自高压电缆48的热。相变材料64可以采用各种配置以结合到高压电缆48的外壳82中。在一个实施例中，相变材料64被配置为环65，该环65被接收在空腔90内，使得其外接内管壁88(参见例如图12)。还可设想其他非环形形状在本公开的范围内。例如，外壳82和相变材料64可包括任何形状，并且所述形状不旨在限于图11和图12所示的特定形状。
在另一个实施例中，相变材料64被配置为多个条带92，所述多个条带92在外壳82内彼此周向间隔开(参见例如图13)。多个条带92在外壳82内提供相变材料64的离散的区域或区段。
在又一个实施例中，相变材料64仅在高压电缆48的离散区段内延伸。也就是说，在一个实施例中，相变材料64的长度可以小于高压电缆48的总长度。
尽管在图4至图13中单独示出，但是车辆插座总成46、充电连接器44和高压电缆48中的每一个可配备有相变材料64，以用于在充电事件期间吸收在这些部件中的每一个内生成的热。
本公开的电气化车辆充电系统采用能够被动地冷却充电系统的一个或多个发热充电部件的相变材料。可因此消除使冷却剂循环以主动冷却充电部件的冷却系统，从而降低成本并简化包装。
尽管将不同的非限制性实施例示出为具有特定部件或步骤，但是本公开的实施例不限于那些具体组合。可以将来自非限制性实施例中的任一个的部件或特征中的一些与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件结合使用。
应当理解，贯穿若干附图，相同的附图标记标识对应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开并示出了具体部件布置，但是其他布置也可以受益于本公开的教义。
前述描述应当被解释为说明性的而不是以任何限制性意义来解释。本领域普通技术人员将理解，某些修改可落入本公开的范围内。出于这些原因，应当研究以下权利要求以确定本公开的真正范围和内容。
根据本发明，提供了一种电气化车辆的充电系统，其具有：充电部件；以及相变材料，其相对于所述充电部件定位并且被配置为吸收来自所述充电部件的热。
根据一个实施例，所述充电部件是车辆插座总成。
根据一个实施例，所述相变材料封装在所述车辆插座总成的壳体的背面上。
根据一个实施例，所述相变材料是定位在形成于所述壳体的所述背面中的通道内的环。
根据一个实施例，围绕所述车辆插座总成的配合端子的接触点由所述相变材料制成。
根据一个实施例，所述相变材料是纳米结构化的相变材料。
根据一个实施例，所述充电部件是充电连接器，所述充电连接器具有在所述充电连接器内延伸的充电线。
根据一个实施例，所述充电线包括外壳和所述外壳内的金属丝。
根据一个实施例，所述相变材料接收在所述外壳内的空腔内。
根据一个实施例，所述相变材料径向地定位在所述外壳的外管壁与内管壁之间。
根据一个实施例，所述相变材料被配置在设置在所述充电部件内的多个片材中。
根据一个实施例，所述多个片材设置在所述充电部件的外壳内。
根据一个实施例，所述充电部件是高压电缆。
根据本发明，提供了一种电气化车辆的充电系统，其具有：电池组；车辆插座总成；高压电缆，其连接所述电池组与所述车辆插座总成；充电连接器，其附接到充电线并能够连接到所述车辆插座总成；以及相变材料，其适于在充电期间吸收来自所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的至少一个的热。
根据一个实施例，所述充电是直流(DC)快速充电事件。
根据一个实施例，所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的每一个包括所述相变材料。
根据一个实施例，所述相变材料围绕所述车辆插座总成的端口进行设置。
根据一个实施例，所述相变材料设置在所述高压电缆的外壳内或设置在所述充电线内。
根据一个实施例，所述车辆插座总成的一部分由所述相变材料制成。
根据一个实施例，所述部分是围绕是所述车辆插座总成的端口的配合端子的接触点。

Claims (15)

1.一种电气化车辆的充电系统，其包括：
充电部件；以及
相变材料，其相对于所述充电部件定位并且被配置为吸收来自所述充电部件的热。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其中所述充电部件是车辆插座总成。
3.根据权利要求2所述的充电系统，其中所述相变材料封装在所述车辆插座总成的壳体的背面上，并且可选地其中所述相变材料是定位在形成于所述壳体的所述背面中的通道内的环。
4.根据权利要求2所述的充电系统，其中围绕所述车辆插座总成的配合端子的接触点由所述相变材料制成。
5.根据任一前述权利要求所述的充电系统，其中所述相变材料是纳米结构化的相变材料。
6.根据任一前述权利要求所述的充电系统，其中所述充电部件是充电连接器，所述充电连接器具有在所述充电连接器内延伸的充电线，并且所述充电线可选地包括外壳和所述外壳内的金属丝。
7.根据权利要求6所述的充电系统，其中所述相变材料接收在所述外壳内的空腔内，或者径向地定位在所述外壳的外管壁与内管壁之间。
8.根据任一前述权利要求所述的充电系统，其中所述相变材料被配置在设置在所述充电部件内的多个片材中，并且可选地其中所述多个片材设置在所述充电部件的外壳内。
9.根据任一前述权利要求所述的充电系统，其中所述充电部件是高压电缆。
10.一种电气化车辆的充电系统，其包括：
电池组；
车辆插座总成；
高压电缆，其连接所述电池组与所述车辆插座总成；
充电连接器，其附接到充电线并能够连接到所述车辆插座总成；以及
相变材料，其适于在充电期间吸收来自所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的至少一个的热。
11.根据权利要求10所述的充电系统，其中所述充电是直流(DC)快速充电事件。
12.根据权利要求10所述的充电系统，其中所述车辆插座总成、所述高压电缆、所述充电连接器和所述充电线中的每一个包括所述相变材料。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的充电系统，其中所述相变材料围绕所述车辆插座总成的端口进行设置。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的充电系统，其中所述相变材料设置在所述高压电缆的外壳内或设置在所述充电线内。
15.根据权利要求10至12中任一项所述的充电系统，其中所述车辆插座总成的一部分由所述相变材料制成，并且可选地其中所述部分是围绕所述车辆插座总成的端口的配合端子的接触点。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201802814D0 (en) * 2018-02-21 2018-04-04 Univ Birmingham Vehicle charging
NL2023045B1 (en) * 2019-05-01 2020-12-02 Prysmian Spa Cable assembly
JP7163865B2 (ja) * 2019-05-14 2022-11-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続端子及びコネクタ
US11285832B2 (en) * 2019-06-05 2022-03-29 TE Connectivity Services Gmbh Heat exchanger for a power connector
US11146029B1 (en) * 2020-06-26 2021-10-12 Brunswick Corporation Plug holder for installing plug end
US11524593B2 (en) * 2020-09-08 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle supply equipment synchronization and charging connector devices
US11654786B2 (en) * 2020-10-19 2023-05-23 GM Global Technology Operations LLC Charging port cooling with phase changing material and porous heat conductor cage
US11772500B2 (en) * 2021-05-17 2023-10-03 Ford Global Technologies, Llc Traction battery pack thermal management assembly

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130189565A1 (en) 2008-05-07 2013-07-25 Nanocomp Technologies, Inc. Batteries Having Nanostructured Composite Cathode
DE102010007975B4 (de) * 2010-02-15 2012-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation für einen elektrischen Energiespeicher und zugehöriger elektrischer Energiespeicher
US8936864B2 (en) 2010-07-07 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Batteries with phase change materials
US9105951B2 (en) 2011-06-22 2015-08-11 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Thermal management system using a phase-change material for vehicle with electric traction motor
US9321362B2 (en) 2014-02-05 2016-04-26 Tesia Motors, Inc. Cooling of charging cable
US10377264B2 (en) 2015-01-30 2019-08-13 Ford Global Technologies, Llc Vehicle conductive charge port having cooling infrastructure
CA2975062A1 (en) 2015-01-30 2016-08-04 Consortium De Recherche Brp - Universite De Sherbrooke S.E.N.C. Battery pack
US10431858B2 (en) * 2015-02-04 2019-10-01 Global Web Horizons, Llc Systems, structures and materials for electrochemical device thermal management
DE102016105308A1 (de) * 2016-03-22 2017-09-28 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Steckverbinderteil mit einem an einem Kontaktelement angeordneten Wärmekapazitätselement

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