CN112566472A - 一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，包括液冷电缆，所述液冷电缆的中心位置设置有电缆内置管道，所述电缆内置管道的后端设置有快速连接头，所述电缆内置管道外侧包覆有电缆导体，所述电缆导体的外侧位置设置有电缆外绝缘层，所述电缆导体的后端压接有功率端子，所述快速连接头固定安装在液冷腔上，所述液冷腔内设置有绝缘导热件。本发明所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，通过绝缘导热件将充电时的功率端子上的产生热量传递给交换给冷却液，快速流通的冷却带动热量，降温快速，采用非接触方式，冷却液更安全，消除短路风险，通过对绝缘导热件的工型设计，使得散热更全面有效。
Description
技术领域
本发明涉及液冷系统领域，特别涉及一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法。
背景技术
新能源汽车替代燃油汽车已经是世界各国的普遍共识，随着科学技术的不断进步，新能源汽车也向轻量化、集成化、智能化方向极速发展。对充电功率及充电速度的要求越来越高，要想提高充电速度缩短充电时间，需要从提高充电电压和充电电流方面来研究，单纯的加大导体的截面积增大载流量不能满足实际使用需求；减小电缆规格同时提高充电电流以及提高整个充电系统的绝缘性，确保充电过程中温升满足安全标准成为亟待解决的技术难题，目前现有技术也提出了大功率液冷型充电枪，一般液冷电缆中冷却管从导体中引出，导体与端子进行压接，冷却只是对电缆部分起作用，端子压接区得不到冷却仍会温度高；传统的冷却技术中冷却液与带电元件直接接触的技术方案只能适用于具有绝缘能力的冷却媒介，而具有绝缘能力的冷却媒介如硅油、绝缘油等具有粘度随温度变化的特点，在实际的冷却循环中，效率低，散热慢，从而限制了大功率充电时电流的上限；如何快速带走端子压接区及接触区的热量，降低温度成为整个循环系统的技术难点。
因此，需要提出新的技术方式改变现状一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法可很好的解决以上问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种大功率充电用非接触式液冷系统，包括液冷电缆，所述液冷电缆的中心位置设置有电缆内置管道，所述电缆内置管道的后端设置有快速连接头，所述电缆内置管道外侧包覆有电缆导体，所述电缆导体的外侧位置设置有电缆外绝缘层，所述电缆导体的后端压接有功率端子，所述快速连接头固定安装在液冷腔上，所述液冷腔内设置有绝缘导热件。
优选的，所述绝缘导热件中间对应功率端子的位置设置有贯通孔，所述功率端子位于该绝缘导热件的贯通孔内。
优选的，所述绝缘导热件设计为工字型结构，两端设置有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈。
优选的，所述液冷腔的后端位置设置有后盖，且液冷腔与后盖采样固定螺丝固定安装。
优选的，所述液冷腔主体的端面设置有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈。
优选的，所述液冷腔的外侧位置设置有外壳，所述功率端子的外侧位置设置有插头。
一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，包括以下步骤：
S1：所述液冷电缆分为DC+/DC-两组，液冷电缆的电缆内置管道分别有进液管和出液管，进液管和出液管分别连接到液冷腔形成完整的冷却回路；
S2：所述电缆导体和功率端子常用常规六边形压紧方式，无特殊工艺，操作简单，加工效率高；
S3：所述绝缘导热件采用绝缘性高导热陶瓷件或者其他高导热绝缘塑料件或同等性能的材料，两个功率端子之间是完全绝缘的，液冷腔内冷却液不与功率端子接触；
S4：所述绝缘导热件完全包覆功率端子的主体部分及压紧区域，充电时产生的热量通过绝缘导热件传导，绝缘导热件的中部和液冷腔之间有三百六十度环绕型冷却凹槽，冷却液通过进液管进入三百六十度环绕型冷区凹槽内，冷却液通过出液管从三百六十度环绕型冷却凹槽中流出，通过该冷却回路，从而带走线缆和液冷腔内功率端子产生的热量，本发明采用的冷却液，因为功率端子和冷却介质非直接接触，因此采用如乙二醇型冷却介质，此类型介质防冻、防沸性能好，无论高温或低温，冷却液粘度不会变化，能确保循环系统冷却液流量均衡；
S5：所述液冷腔及后盖为金属材料，热传导性好，加工精度易保证，强度高，密封性易实现，液冷腔及后盖通过固定螺丝固定，连接处通过第二密封槽内的第二密封圈密封，装配简单可靠，确保冷却液不泄露；
S6：所述电缆内置管道内的进液管或者出液管通过快速连接头安装在液冷腔体上，冷却循环回路由一进一出两根管路组成，两根管路与功率端子呈平行状态，节约装配空间且避免大电缆弯折老化后出现的安全隐患。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.端子与线缆压接处作为温升高的薄弱环节，现有技术一直无法解决，本发明非接触式液冷系统具有极高的导热能力，能够将充电过程中插针插套耦合处产生的热量和端子与线缆压接处产生的热量实时传递给导热元件，导热元件的热量与液冷介质进行实时的热交换，液冷介质经液冷管循环到外部降温；
2.本发明采用非接触式液冷系统技术，彻底消除了传统冷却液跟带电端子部件直接接触式冷却液带电的风险，从而具有了多种冷却媒介的选择，如硅油、乙二醇、绝缘油等不同种类的冷却介质；
3.本发明采用贯通式、360°环绕型冷却室，增大了导热面积，确保冷却效果全面有效，同时DC+、DC-端子温度更加均衡，节省了产品空间，提高冷却效率；
4.本发明对核心导热元件进行了选择性设计，该导热元件具有良好的绝缘性能和介电性能，同时具有超高导热系数的材料，有效提高了冷却效率和消除短路风险。
附图说明
图1为本发明一种大功率充电用非接触式液冷系统的结构示意图；
图2为本发明一种大功率充电用非接触式液冷系统的俯视剖视图；
图3为本发明一种大功率充电用非接触式液冷系统的侧视剖视图；
图4为本发明一种大功率充电用非接触式液冷系统的内部结构剖视图。
图中：1、液冷电缆；101、电缆外绝缘层；102、电缆内置管道；103、电缆导体；2、快速连接头；3、液冷腔；4、后盖；5、绝缘导热件；6、功率端子；7、第一密封圈；701、第一密封槽；8、第二密封圈；801、第二密封槽；9、固定螺丝；10、插头；11、外壳。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1-4所示，本发明涉及一种大功率充电用非接触式液冷系统，包括液冷电缆1，液冷电缆1的中心位置设置有电缆内置管道102，电缆内置管道102的后端设置有快速连接头2，电缆内置管道102外侧包覆有电缆导体103，电缆导体103的外侧位置设置有电缆外绝缘层101，电缆导体103的后端压接有功率端子6，快速连接头2固定安装在液冷腔3上，液冷腔3内设置有绝缘导热件5；
绝缘导热件5中间对应功率端子6的位置设置有贯通孔，功率端子6位于该绝缘导热件5的贯通孔内；绝缘导热件5设计为工字型结构，两端设置有第一密封槽701，第一密封槽701内设置有第一密封圈7；液冷腔3的后端位置设置有后盖4，且液冷腔3与后盖4采样固定螺丝9固定安装；液冷腔主体3的端面设置有第二密封槽801，第二密封槽801内设置有第二密封圈8；液冷腔3的外侧位置设置有外壳11，功率端子6的外侧位置设置有插头10。
实施例2：
在实施例1的基础上，一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，包括以下步骤：
S1：液冷电缆1分为DC+/DC-两组，液冷电缆1的电缆内置管道102分别有进液管和出液管，进液管和出液管分别连接到液冷腔3形成完整的冷却回路；
S2：电缆导体103和功率端子6常用常规六边形压紧方式，无特殊工艺，操作简单，加工效率高；
S3：绝缘导热件5采用绝缘性高导热陶瓷件或者其他高导热绝缘塑料件或同等性能的材料，两个功率端子6之间是完全绝缘的，液冷腔3内冷却液不与功率端子6接触；
S4：绝缘导热件5完全包覆功率端子6的主体部分及压紧区域，充电时产生的热量通过绝缘导热件5传导，绝缘导热件5的中部和液冷腔3之间有三百六十度环绕型冷却凹槽，冷却液通过进液管进入三百六十度环绕型冷区凹槽内，冷却液通过出液管从三百六十度环绕型冷却凹槽中流出，通过该冷却回路，从而带走线缆和液冷腔3内功率端子6产生的热量，本发明采用的冷却液，因为功率端子6和冷却介质非直接接触，因此采用如乙二醇型冷却介质，此类型介质防冻、防沸性能好，无论高温或低温，冷却液粘度不会变化，能确保循环系统冷却液流量均衡；
S5：液冷腔3及后盖4为金属材料，热传导性好，加工精度易保证，强度高，密封性易实现，液冷腔3及后盖4通过固定螺丝9固定，连接处通过第二密封槽801内的第二密封圈8密封，装配简单可靠，确保冷却液不泄露；
S6：电缆内置管道102内的进液管或者出液管通过快速连接头2安装在液冷腔3体上，冷却循环回路由一进一出两根管路组成，两根管路与功率端子6呈平行状态，节约装配空间且避免大电缆弯折老化后出现的安全隐患。
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 (7)
1.一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：包括液冷电缆(1)，所述液冷电缆(1)的中心位置设置有电缆内置管道(102)，所述电缆内置管道(102)的后端设置有快速连接头(2)，所述电缆内置管道(102)外侧包覆有电缆导体(103)，所述电缆导体(103)的外侧位置设置有电缆外绝缘层(101)，所述电缆导体(103)的后端压接有功率端子(6)，所述快速连接头(2)固定安装在液冷腔(3)上，所述液冷腔(3)内设置有绝缘导热件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：所述绝缘导热件(5)中间对应功率端子(6)的位置设置有贯通孔，所述功率端子(6)位于该绝缘导热件(5)的贯通孔内。
3.根据权利要求1所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：所述绝缘导热件(5)设计为工字型结构，两端设置有第一密封槽(701)，所述第一密封槽(701)内设置有第一密封圈(7)。
4.根据权利要求1所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：所述液冷腔(3)的后端位置设置有后盖(4)，且液冷腔(3)与后盖(4)采样固定螺丝(9)固定安装。
5.根据权利要求1所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：所述液冷腔主体(3)的端面设置有第二密封槽(801)，所述第二密封槽(801)内设置有第二密封圈(8)。
6.根据权利要求1所述的一种大功率充电用非接触式液冷系统，其特征在于：所述液冷腔(3)的外侧位置设置有外壳(11)，所述功率端子(6)的外侧位置设置有插头(10)。
7.一种大功率充电用非接触式液冷系统及其液冷方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：所述液冷电缆(1)分为DC+/DC-两组，液冷电缆(1)的电缆内置管道(102)分别有进液管和出液管，进液管和出液管分别连接到液冷腔(3)形成完整的冷却回路；
S2：所述电缆导体(103)和功率端子(6)常用常规六边形压紧方式，无特殊工艺，操作简单，加工效率高；
S3：所述绝缘导热件(5)采用绝缘性高导热陶瓷件或者其他高导热绝缘塑料件或同等性能的材料，两个功率端子(6)之间是完全绝缘的，液冷腔(3)内冷却液不与功率端子(6)接触；
S4：所述绝缘导热件(5)完全包覆功率端子(6)的主体部分及压紧区域，充电时产生的热量通过绝缘导热件(5)传导，绝缘导热件(5)的中部和液冷腔(3)之间有三百六十度环绕型冷却凹槽，冷却液通过进液管进入三百六十度环绕型冷区凹槽内，冷却液通过出液管从三百六十度环绕型冷却凹槽中流出，通过该冷却回路，从而带走线缆和液冷腔(3)内功率端子(6)产生的热量，本发明采用的冷却液，因为功率端子(6)和冷却介质非直接接触，因此采用如乙二醇型冷却介质，此类型介质防冻、防沸性能好，无论高温或低温，冷却液粘度不会变化，能确保循环系统冷却液流量均衡；
S5：所述液冷腔(3)及后盖(4)为金属材料，热传导性好，加工精度易保证，强度高，密封性易实现，液冷腔(3)及后盖(4)通过固定螺丝(9)固定，连接处通过第二密封槽(801)内的第二密封圈(8)密封，装配简单可靠，确保冷却液不泄露；
S6：所述电缆内置管道(102)内的进液管或者出液管通过快速连接头(2)安装在液冷腔(3)体上，冷却循环回路由一进一出两根管路组成，两根管路与功率端子(6)呈平行状态，节约装配空间且避免大电缆弯折老化后出现的安全隐患。
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