CN112776628A - 充电电缆系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电电缆系统及其控制方法，所述充电电缆系统包括导电流体容器、流体泵、第一绝缘管道和第二绝缘管道，导电流体容器用于容纳导电流体，流体泵的入口与导电流体容器相连，第一绝缘管道的一端与流体泵的出口相连，第二绝缘管道的一端与导电流体容器相连，第一绝缘管道的一端和第二绝缘管道的一端设置有第一连接触点，第一绝缘管道的另一端和第二绝缘管道的另一端相连通并设置有第二连接触点，第一连接触点用于连接充电桩，第二连接触点用于连接充电枪。本发明能够提高对充电枪操作的方便性，能够避免线缆出现金属疲劳的问题，从而提高线缆的可靠性，并且易于采取散热措施，更适用于大功率充电桩。

Description

充电电缆系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及一种充电电缆系统和一种充电电缆系统的控制方法。

背景技术

一般地，充电桩线缆中至少存在两根负责传输电能的铜芯线，受物理特性限制，充电桩的功率越高，要求铜芯线的直径越大，进而导致线缆的重量增加。并且，铜芯电缆还存在硬度高、通过大电流时发热严重等问题。

铜芯电缆硬度高，在长时间、频繁的使用后，会导致金属疲劳，容易折断，引起接触不良的故障。铜芯电缆硬度高、质量大，在移动充电枪时需要更大的力量才行，对于部分用户来说操作充电枪时非常吃力；同时在自动充电的设备上，必须增加运动部件的强度和力量才可以，进一步增加了运动部件的成本。铜芯线缆通过大电流时发热不可避免，大电流、线径和成本一直是令充电桩企业头疼的问题，不断地提高电缆使用效率，使用各种冷却手段，仍难以完美地解决散热问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种充电电缆系统及其控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种充电电缆系统，包括导电流体容器、流体泵、第一绝缘管道和第二绝缘管道，所述导电流体容器用于容纳导电流体，所述流体泵的入口与所述导电流体容器相连，所述第一绝缘管道的一端与所述流体泵的出口相连，所述第二绝缘管道的一端与所述导电流体容器相连，所述第一绝缘管道的一端和所述第二绝缘管道的一端设置有第一连接触点，所述第一绝缘管道的另一端和所述第二绝缘管道的另一端相连通并设置有第二连接触点，所述第一连接触点用于连接充电桩，所述第二连接触点用于连接充电枪。

所述的充电电缆系统还包括压力检测装置，所述压力检测装置对应所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道设置，所述压力检测装置用于检测所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道内的流体压力。

所述的充电电缆系统还包括散热装置，所述散热装置对应所述第二绝缘管道设置。

所述的充电电缆系统还包括防漏检测网，所述防漏检测网包裹所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道，所述防漏检测网用于通过检测是否接触到所述导电流体以检测所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道是否破损。

所述的充电电缆系统还包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置于所述第一绝缘管道上，所述第二阀门设置于所述第二绝缘管道上。

所述的充电电缆系统还包括安全流体容器，所述安全流体容器用于容纳检测用流体，所述流体泵的入口与所述安全流体容器相连，所述第二绝缘管道的一端与所述安全流体容器相连。

所述的充电电缆系统还包括第一三通切换阀和第二三通切换阀，所述第一三通切换阀的第一端与所述导电流体容器的出口相连，所述第一三通切换阀的第二端与所述流体泵的入口相连，所述第一三通切换阀的第三端与所述安全流体容器的出口相连，所述第二三通切换阀的第一端与所述导电流体容器的入口相连，所述第二三通切换阀的第二端与所述第二绝缘管道的一端相连，所述第二三通切换阀的第三端与所述安全流体容器的入口相连。

所述充电桩与所述充电枪之间具有两组所述充电电缆系统，其中，所述防漏检测网包裹每组所述充电电缆系统中的第一绝缘管道和第二绝缘管道，并设置于绝缘保护层之内。

一种上述充电电缆系统的控制方法，包括：在有充电需求时控制所述流体泵将所述导电流体容器中的导电流体注入所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道；获取所述压力检测装置所检测到的压力值，并获取所述防漏检测网与所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道之间的电位差；根据所述压力值和所述电位差判断所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道是否发生破损；如果所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道未发生破损，则通过所述流体泵控制所述导电流体在所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道内循环流动，并控制所述充电桩开启供电以进行充电；如果所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道发生破损，则禁止所述充电桩供电，或在所述充电过程中控制所述充电桩断开供电；在充电完成后，控制所述流体泵将所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道中的导电流体抽回所述导电流体容器。

所述的控制方法还包括：在充电过程中控制所述散热装置开启以进行散热。

本发明的有益效果：

本发明的充电电缆系统及其控制方法，能够提高对充电枪操作的方便性，能够避免线缆出现金属疲劳的问题，从而提高线缆的可靠性，并且易于采取散热措施，更适用于大功率充电桩，此外其安全性有保障。

附图说明

图1为本发明实施例的充电电缆系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的充电电缆系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的充电枪、充电桩连接线的截面示意图；

图4为本发明另一个实施例的充电电缆系统的结构示意图；

图5为本发明另一个实施例的充电枪、充电桩连接线的截面示意图。

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。

如图1所示，本发明实施例的充电电缆系统包括导电流体容器1、流体泵2、第一绝缘管道3和第二绝缘管道4。其中，导电流体容器1用于容纳导电流体，流体泵2的入口与导电流体容器1相连，第一绝缘管道3的一端与流体泵2的出口相连，第二绝缘管道4的一端与导电流体容器1相连，第一绝缘管道3的一端和第二绝缘管道4的一端设置有第一连接触点s1，第一绝缘管道3的另一端和第二绝缘管道4的另一端相连通并设置有第二连接触点s2，第一连接触点s1用于连接充电桩，第二连接触点s2用于连接充电枪。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，充电电缆系统还可包括压力检测装置5，压力检测装置5对应第一绝缘管道3或第二绝缘管道4设置，压力检测装置5用于检测第一绝缘管道3或第二绝缘管道4内的流体压力。优选地，压力检测装置5设置于第二绝缘管道4上临近导电流体容器1的位置，即设置于管道末端。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，充电电缆系统还可包括散热装置6，散热装置6可对应第二绝缘管道4设置。

在本发明的一个实施例中，充电电缆系统还可包括防漏检测网，防漏检测网包裹第一绝缘管道3和第二绝缘管道4，防漏检测网用于通过检测是否接触到导电流体以检测第一绝缘管道3或第二绝缘管道4是否破损。

一般地，充电桩与充电枪之间具有两条导电线缆，而本发明实施例的充电电缆系统中第一绝缘管道3和第二绝缘管道4在注入导电流体后可构成一条导电线缆。因此，在本发明的实施例中，充电桩与充电枪之间具有两组充电电缆系统，且该两组充电电缆系统之间进行电气隔离。以直流充电桩为例，第一组充电电缆系统中所形成的导电线缆，第一绝缘管道3的一端和第二绝缘管道4的一端设置的第一连接触点s1可用于连接充电桩的正极输出端，第一绝缘管道3的另一端和第二绝缘管道4的另一端设置的第二连接触点s2可用于连接充电枪的DC+端，第二组充电电缆系统中所形成的导电线缆，第一绝缘管道3的一端和第二绝缘管道4的一端设置的第一连接触点s1可用于连接充电桩的负极输出端，第一绝缘管道3的另一端和第二绝缘管道4的另一端设置的第二连接触点s2可用于连接充电枪的DC-端。

如图3所示，防漏检测网7可包裹每组充电电缆系统中的第一绝缘管道3和第二绝缘管道4，并可设置于图2所示的绝缘保护层8之内，形成具有一定长度的充电枪、充电桩连接线。应当理解的是，充电枪、充电桩连接线内还可具有通讯线等，图中未予示出。

在没有充电需求时，第一绝缘管道3和第二绝缘管道4处于空闲状态，即保持中空的状态。在有充电需求时，首先进入充电前准备阶段，在该阶段可控制流体泵2将导电流体容器1中的导电流体注入第一绝缘管道3和第二绝缘管道，然后获取压力检测装置5所检测到的压力值，并获取防漏检测网与第一绝缘管道3和第二绝缘管道4之间的电位差，再根据压力值和电位差判断第一绝缘管道3或第二绝缘管道4是否发生破损。如果第一绝缘管道3和第二绝缘管道4未发生破损，则进入充电阶段，在该阶段通过流体泵2控制导电流体在第一绝缘管道3和第二绝缘管道4内循环流动，并控制充电桩开启供电以进行充电；如果第一绝缘管道3和第二绝缘管道4发生破损，则禁止充电桩供电，或在充电过程中控制充电桩断开供电。在充电完成后，进入充电结束阶段，在该阶段可控制流体泵2将第一绝缘管道3和第二绝缘管道4中的导电流体抽回导电流体容器1，使第一绝缘管道3和第二绝缘管道4恢复中空的状态。此外，在充电过程中还可控制散热装置6开启以进行散热。

根据本发明实施例的充电电缆系统，通过采用绝缘管道连接流体泵、导电流体容器的结构，在导电流体未注入绝缘管道内时，桩枪间线缆重量较小，硬度较低，从而能够提高对充电枪操作的方便性，通过导电流体取代目前的固态金属导线，能够避免线缆出现金属疲劳的问题，从而提高线缆的可靠性，并且易于采取散热措施，更适用于大功率充电桩。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，充电电缆系统还可包括第一阀门9和第二阀门10，第一阀门9设置于第一绝缘管道3上，第二阀门10设置于第二绝缘管道4上。第一阀门9和第二阀门10可分别用于关闭第一绝缘管道3和第二绝缘管道4，以阻值管道内的流体流动。

如图4所示，充电电缆系统还可包括安全流体容器11，安全流体容器11用于容纳检测用流体，流体泵2的入口与安全流体容器11相连，第二绝缘管道4的一端与安全流体容器11相连。

进一步地，如图4所示，充电电缆系统还可包括第一三通切换阀12和第二三通切换阀13，第一三通切换阀12的第一端与导电流体容器1的出口相连，第一三通切换阀12的第二端与流体泵2的入口相连，第一三通切换阀12的第三端与安全流体容器11的出口相连，第二三通切换阀13的第一端与导电流体容器1的入口相连，第二三通切换阀13的第二端与第二绝缘管道4的一端相连，第二三通切换阀13的第三端与安全流体容器11的入口相连。第一三通切换阀12和第二三通切换阀13可用于切换将两个绝缘管道与导电流体容器1相连通，或与安全流体容器11相连通。

在本发明的另一个实施例中，充电电缆系统还可包括检测电缆，检测电缆对应第一绝缘管道3和第二绝缘管道4设置，检测电缆用于通过检测是否接触到导电流体以检测第一绝缘管道3或第二绝缘管道4是否破损。

如图5所示，检测电缆14及每组充电电缆系统中的第一绝缘管道3、第二绝缘管道4可并列设置于绝缘保护层8之内，形成具有一定长度的充电枪、充电桩连接线。

在本发明的一个具体实施例中，导电流体容器1和安全流体容器11可设置于充电桩一侧，导电流体容器1和安全流体容器11可由绝缘材料制成。导电流体可以是导电率较高的离子液体或者汞等，检测用流体可以是纯水。

在本发明的一个具体实施例中，流体泵2可为电磁泵，流体泵2可设置于充电桩一侧，也可以设置于充电桩壳体内。

在本发明的一个具体实施例中，第一绝缘管道3和第二绝缘管道4可由柔性绝缘材料制成，例如可以由塑料或橡胶制成。优选地，第二绝缘管道4的管径小于第一绝缘管道3，一来方便两种绝缘管道在绝缘保护层8之内的排布，二来第二绝缘管道4作为回流管道，其管径小于作为主管道的第一绝缘管道3，能够保证导电流体在管道的内压力，从而维持导电流体的连续，保证其导电性能。

在本发明的一个具体实施例中，第一连接触点s1和第二接触点s2为绝缘管道内导电流体与管道外导电部件的结合点。充电桩、充电枪与接触点s1、s2接触的位置可通过结构上的改造，例如通过将导电丝或导电片延伸至绝缘管道内，或者构造一段供导电流体流经的导电管道或空腔，使得导电流体与外部的导电接触面积较大。

在本发明的一个具体实施例中，第一阀门9和第二阀门10可临近充电桩端设置，即第一阀门9临近第一绝缘管道3的一端，第二阀门10临近第二绝缘管道4的一端。

在本发明的一个具体实施例中，防漏检测网7可接通固定电压，当第一绝缘管道3或第二绝缘管道4破损时，导电流体可接触到防漏检测网7，从而引起其电压的变化。

在本发明的另一个具体实施例中，检测电缆14可接通中性电压，当第一绝缘管道3或第二绝缘管道4破损时，导电流体可接触到检测电缆14，从而引起其电压的变化。

在本发明的一个具体实施例中，散热装置6可以包括风扇和/或含热管的散热器。风扇的吹风位置可正对散热器或第二绝缘管道4，散热器的热管可与第二绝缘管道4的位置相接触，以实现有效散热。

对应上述实施例的充电电缆系统，本发明还提出一种充电电缆系统的控制方法。

在本发明的一个实施例中，图2所示的充电电缆系统的控制方法包括以下步骤：

S11，在有充电需求时控制流体泵将导电流体容器中的导电流体注入第一绝缘管道和第二绝缘管道。

S12，获取压力检测装置所检测到的压力值，并获取防漏检测网与第一绝缘管道和第二绝缘管道之间的电位差。

S13，根据压力值和电位差判断第一绝缘管道或第二绝缘管道是否发生破损。

S14，如果第一绝缘管道和第二绝缘管道未发生破损，则通过流体泵控制导电流体在第一绝缘管道和第二绝缘管道内循环流动，并控制充电桩开启供电以进行充电。

S15，如果第一绝缘管道和第二绝缘管道发生破损，则禁止充电桩供电，或在充电过程中控制充电桩断开供电。

S16，在充电完成后，控制流体泵将第一绝缘管道和第二绝缘管道中的导电流体抽回导电流体容器。

在充电过程中控制散热装置开启以进行散热。进一步地，可通过对应第二绝缘管道设置的温度检测装置检测第二绝缘管道的温度，并在检测到的温度超过温度阈值时控制散热装置开启。

在本发明的另一个实施例中，图4所示的充电电缆系统的控制方法包括以下步骤：

S21，在有充电需求时控制第一阀门和第二阀门打开，并控制第一三通切换阀的第二端和第三端连通、第二三通切换阀的第二端和第三端连通，以及控制流体泵开启，以将检测用流体注入第一绝缘管道和第二绝缘管道。

S22，在第一预设时间后控制第二阀门关闭，直至压力检测装置所检测到的压力值大于预设压力阈值时，控制第一阀门关闭和控制流体泵关闭。

S23，在第二预设时间内根据压力检测装置所检测到的压力值是否下降来判断第一绝缘管道或第二绝缘管道是否发生破损。

也就是说，首先可通过将安全流体容器与绝缘管道连通，测试绝缘管道是否发生破损。如果第一绝缘管道或第二绝缘管道发生破损，可向充电桩发出禁止放电指令，以禁止充电。

S24，如果第一绝缘管道和第二绝缘管道未发生破损，则控制第一阀门和第二阀门打开，并控制流体泵开启，以将检测用流体抽回安全流体容器。

S25，控制第一阀门和第二阀门打开，并控制第一三通切换阀的第一端和第二端连通、第二三通切换阀的第一端和第二端连通，以及控制流体泵开启，以将导电流体注入第一绝缘管道和第二绝缘管道，并在第一绝缘管道和第二绝缘管道内循环流动。

在充电过程中，还可控制散热装置开启以进行散热。

在充电完成后，可控制流体泵将第一绝缘管道和第二绝缘管道内的导电流体抽回导电流体容器，使第一绝缘管道和第二绝缘管道恢复中空的状态。

在本发明的一个实施例中，上述的充电电缆系统还可包括控制器，控制器分别与流体泵、第一阀门、第二阀门、第一三通切换阀、第二三通切换阀、压力检测装置、检测电缆和散热装置相连，上述各个步骤可均由控制器自动控制。

在本发明的另一个实施例中，压力检测装置的压力值、通过检测电缆检测到的电压变化情况可由用户读取，对流体泵、第一阀门、第二阀门、第一三通切换阀、第二三通切换阀和散热装置的控制可由用户手动完成。

根据本发明实施例的充电电缆系统的控制方法，通过将导电流体注入绝缘管道内实现桩枪间的导电，在导电流体未注入绝缘管道内时，桩枪间线缆重量较小，硬度较低，从而能够提高对充电枪操作的方便性，通过导电流体取代目前的固态金属导线，能够避免线缆出现金属疲劳的问题，从而提高线缆的可靠性，并且易于采取散热措施，更适用于大功率充电桩，此外，能够在正式充电前检测绝缘管道是否发生破损，安全性有保障。

在本发明的描述中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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)

1.一种充电电缆系统，其特征在于，包括导电流体容器、流体泵、第一绝缘管道和第二绝缘管道，所述导电流体容器用于容纳导电流体，所述流体泵的入口与所述导电流体容器相连，所述第一绝缘管道的一端与所述流体泵的出口相连，所述第二绝缘管道的一端与所述导电流体容器相连，所述第一绝缘管道的一端和所述第二绝缘管道的一端设置有第一连接触点，所述第一绝缘管道的另一端和所述第二绝缘管道的另一端相连通并设置有第二连接触点，所述第一连接触点用于连接充电桩，所述第二连接触点用于连接充电枪。

2.根据权利要求1所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括压力检测装置，所述压力检测装置对应所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道设置，所述压力检测装置用于检测所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道内的流体压力。

3.根据权利要求2所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置对应所述第二绝缘管道设置。

4.根据权利要求3所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括防漏检测网，所述防漏检测网包裹所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道，所述防漏检测网用于通过检测是否接触到所述导电流体以检测所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道是否破损。

5.根据权利要求4所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置于所述第一绝缘管道上，所述第二阀门设置于所述第二绝缘管道上。

6.根据权利要求5所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括安全流体容器，所述安全流体容器用于容纳检测用流体，所述流体泵的入口与所述安全流体容器相连，所述第二绝缘管道的一端与所述安全流体容器相连。

7.根据权利要求6所述的充电电缆系统，其特征在于，还包括第一三通切换阀和第二三通切换阀，所述第一三通切换阀的第一端与所述导电流体容器的出口相连，所述第一三通切换阀的第二端与所述流体泵的入口相连，所述第一三通切换阀的第三端与所述安全流体容器的出口相连，所述第二三通切换阀的第一端与所述导电流体容器的入口相连，所述第二三通切换阀的第二端与所述第二绝缘管道的一端相连，所述第二三通切换阀的第三端与所述安全流体容器的入口相连。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的充电电缆系统，其特征在于，所述充电桩与所述充电枪之间具有两组所述充电电缆系统，其中，所述防漏检测网包裹每组所述充电电缆系统中的第一绝缘管道和第二绝缘管道，并设置于绝缘保护层之内。

9.一种权利要求4所述的充电电缆系统的控制方法，其特征在于，包括：

在有充电需求时控制所述流体泵将所述导电流体容器中的导电流体注入所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道；

获取所述压力检测装置所检测到的压力值，并获取所述防漏检测网与所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道之间的电位差；

根据所述压力值和所述电位差判断所述第一绝缘管道或所述第二绝缘管道是否发生破损；

如果所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道未发生破损，则通过所述流体泵控制所述导电流体在所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道内循环流动，并控制所述充电桩开启供电以进行充电；

如果所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道发生破损，则禁止所述充电桩供电，或在所述充电过程中控制所述充电桩断开供电；

在充电完成后，控制所述流体泵将所述第一绝缘管道和所述第二绝缘管道中的导电流体抽回所述导电流体容器。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在充电过程中控制所述散热装置开启以进行散热。

Images