CN112863754A - 一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法，由内到外依次包括缆芯、绕包带、内护套和外护套，缆芯内部中央位置设回流管，缆芯包括顺序排布于回流管外围的若干动力线芯、若干控制线芯和若干冷却管，相邻两个动力线芯之间的间隙及动力线芯与冷却管之间的间隙分别设置控制线芯。本发明提供的新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法，将回流管设置在缆芯内，回流管外排列动力线芯和冷却管，控制线芯分布在动力线芯和冷却管间隙中，有效降低电缆外径，提升电缆圆整度，回流腔和冷却腔内有冷却液体，避免冷却液体的污染和杂质导致流动压力的增加，有效传输导体产生的热量，提升载流量，又避免了连接器阻塞，性能良好，使用寿命长。

Description

一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法
技术领域
本发明属于新能源汽车用充电电缆技术领域，具体涉及一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法。
背景技术
近年来，新能源汽车规模得到高速发展扩大，但其充电速度慢严重影响了用户体验，降低了充电桩的使用效率，传统的直流充电电缆通电电流不超过250A，充电时间高达2h以上。为解决这一问题，目前大多采用液冷大功率充电电缆，但是液冷大功率充电电缆在使用过程中会出现弯曲、拖拽和卷绕等问题，还会出现因冷却管破裂或与连接器脱落等导致液体泄露的问题，线芯在移动使用过程中会出现断芯问题，冷却液体流量的稳定性也影响导体的冷却效果，都直接影响新能源汽车的充电安全。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，由内到外依次包括缆芯、绕包带、内护套和外护套，所述缆芯的内部中央位置设置有回流管，缆芯包括顺序排布于回流管外围的若干动力线芯、若干控制线芯和若干冷却管，相邻两个动力线芯之间的间隙及动力线芯与冷却管之间的间隙分别设置控制线芯，动力线芯包括正极线芯、负极线芯和地线芯，冷却管包括正极冷却管和负极冷却管，正极冷却管的两侧设置正极线芯，负极冷却管的两侧设置负极线芯，地线芯设置在不接触冷却管的位置。
进一步的，所述回流管位于新能源汽车用液冷大功率充电电缆的中央位置，回流管包括由内至外依次设置的回流腔和回流管壁，回流腔内有冷却液体，回流管壁外设置适配的回流导热层。
进一步的，所述动力线芯包括由内至外依次设置的动力线芯导体和动力线芯绝缘。
进一步的，所述动力线芯共有五根，包括2根正极线芯、2根负极线芯和1根地线芯。
进一步的，所述冷却管包括由内至外依次设置的冷却腔和冷却管壁，冷却腔内有冷却液体，冷却管壁外设置适配的冷却管导热层。
进一步的，所述冷却管共有两根，包含1根正极冷却管和1根负极冷却管，动力线芯中的两根正极线芯分别设置在正极冷却管的两侧，动力线芯中的两根负极线芯分别设置在负极冷却管的两侧，，动力线芯中的地线芯设置在不接触冷却管的位置。
进一步的，所述控制线芯包含由内至外依次设置的控制线芯导体、控制线芯绝缘、控制线芯屏蔽和控制线芯护套。
进一步的，所述绕包带采用铝塑复合带，铝塑复合带的铝面一侧与动力线芯和冷却管接触。
进一步的，所述内护套采用高硬度高抗撕TPU，硬度90～98A，抗撕裂强度40～50N/mm。
进一步的，所述外护套采用TPU，硬度80～90A，抗撕裂强度40～50N/mm。
本发明公开了一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：确定电缆结构；
步骤二：制作动力线芯导体和控制线芯导体；
步骤三：制作回流管和冷却管；
步骤四：在动力线芯导体外挤出动力线芯绝缘，在控制线芯导体外挤出控制线芯绝缘；
步骤五：对动力线芯绝缘、控制线芯绝缘、回流管和冷却管进行辐照交联；
步骤六：在控制线芯绝缘外制作控制线芯屏蔽；
步骤七：在控制线芯屏蔽外挤出控制线芯护套；
步骤八：对控制线芯护套进行辐照交联；
步骤九：回流管壁外绕包回流导热层；冷却管壁外绕包冷却管导热层；
步骤十：对回流管、动力线芯、控制线芯和冷却管进行总成缆，并绕包绕包带；
步骤十一：绕包带外挤出内护套和外护套。
进一步的，步骤十中，采用综合成缆机进行总成缆，所述回流管放置中心，2根正极线芯设置在正极冷却管的两侧，2根负极线芯设置在负极冷却管的两侧，地线芯设置在不接触冷却管的位置，控制线芯设置在动力线芯和冷却管的间隙，回流管、2根正极线芯、2根负极线芯、地线芯及2根冷却管采用1250mm盘具，张力30～40N，控制线芯采用630mm盘具，张力10～15N。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)将回流管设置在缆芯的内部，回流管外排列动力线芯、控制线芯和冷却管，控制线芯分布在动力线芯和冷却管的间隙中，有效的降低了电缆外径，提升电缆的圆整度；
(2)回流管壁和冷却管壁外分别设置对应的导热层，有效的提升了散热能力，从而提升载流能力；
(3)回流腔和冷却腔内部均装有冷却液体，冷却液体具有独立的流道，避免冷却液体的污染和杂质导致流动压力的增加，即能够有效的传输导体产生的热量，提升载流量，又避免了连接器阻塞；
(4)动力线芯绝缘采用EVI-2绝缘，控制线芯绝缘采用EVI-1绝缘，控制线芯护套采用高硬度辐照交联聚烯烃材料，硬度50～60D，通过采用上述技术方案，既保证了电缆的柔软度，又提升了信号线的使用寿命；
(5)绕包带采用铝塑复合带，铝面一侧与动力线芯和冷却管接触，绕包带能够均匀动力线芯和冷却管表面的温度，有效的降低了正极线芯和负极线芯的温差；
(6)内护套采用高硬度高抗撕TPU，外护套采用柔性TPU，既提升了电缆的耐磨性和强度，也具有良好的柔软度，提升了客户使用的体验度；
(7)回流管壁和冷却管壁采用辐照交联的特种聚烯烃材料，满足在158℃热空气老化7天抗拉强度和断裂伸长率保留率≥70％，在120℃冷却液体浸泡7天后抗拉强度和断裂伸长率保留率≥70％，溶胀率≤10％，有效的保证了长期使用的安全性；
(8)回流管放置中心，2根正极线芯设置在正极冷却管的两侧，2根负极线芯设置在负极冷却管的两侧，地线芯设置在不接触冷却管的位置；控制线芯可分配成多个单元控制线芯对设置在动力线芯和冷却管的间隙；成缆采用综合成缆机生产，回流管、2根正极线芯、2根负极线芯、地线芯、2根冷却管采用1250mm盘具，张力30～40N，控制线芯采用630mm盘具，张力10～15N，有效的控制了各线芯的张力的稳定性，避免了控制线芯断芯，综合性能优异，有效的提升了电缆使用寿命；
(9)内护套和外护套采用双层共挤工艺生产，两层粘结紧密，有效的提升了护套的机械性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，由内到外依次包括缆芯2、绕包带3、内护套4和外护套5，缆芯2包括若干动力线芯21、若干控制线芯22和若干冷却管23，相邻两个动力线芯21之间的间隙及动力线芯21与冷却管23之间的间隙分别设置控制线芯22，缆芯2的内部中央位置设置有回流管1，动力线芯21、控制线芯22和冷却管23顺序(按顺时针方向)排布于回流管1外围，回流管1包括由内至外依次设置的回流腔1-1和回流管壁1-2，回流管壁1-2外部设置适配的回流导热层1-3，回流管1位于新能源汽车用液冷大功率充电电缆的中央位置。
动力线芯21包括由内至外依次设置的动力线芯导体21-1和动力线芯绝缘21-2，动力线芯21共有五根，包括2根正极线芯、2根负极线芯和1根地线芯21-3，冷却管23共有两根，包含1根正极冷却管和1根负极冷却管，冷却管23包括由内至外依次设置的冷却腔23-1和冷却管壁23-2，冷却管壁23-2外部设置适配的冷却管导热层23-3，2根正极线芯设置在正极冷却管的两侧，2根负极线芯设置在负极冷却管的两侧，地线芯21-3设置在不接触冷却管23的位置。
控制线芯22设置在动力线芯21和冷却管23之间的间隙，控制线芯包含由内至外依次设置的控制线芯导体22-1、控制线芯绝缘22-2、控制线芯屏蔽22-3和控制线芯护套22-4。
动力线芯绝缘21-2采用EVI-2绝缘(辐照硬乙丙橡胶)，控制线芯绝缘22-2采用EVI-1绝缘(特种高强度聚烯烃)，控制线芯护套22-4采用高硬度辐照交联聚烯烃材料，硬度50～60D。
回流腔1-1和冷却腔23-1的内部有冷却液体，回流管壁1-2和冷却管壁23-2均采用辐照交联的特种聚烯烃材料制成。
回流导热层1-3和冷却管导热层23-3均采用铝带。
绕包带3采用铝塑复合带，铝塑复合带的铝面一侧与动力线芯21和冷却管23接触。
内护套4采用高硬度高抗撕TPU，硬度90～98A，抗撕裂强度40～50N/mm。
外护套5采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU，硬度80～90A，抗撕裂强度40～50N/mm。
一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：确定电缆结构；
步骤二：制作动力线芯导体21-1和控制线芯导体22-1；
步骤三：制作回流管1和冷却管23；
步骤四：在动力线芯导体21-1外挤出动力线芯绝缘21-2，在控制线芯导体22-1外挤出控制线芯绝缘22-2；
步骤五：对动力线芯绝缘21-2、控制线芯绝缘22-2、回流管1和冷却管23进行辐照交联；
步骤六：在控制线芯绝缘22-2外制作控制线芯屏蔽22-3；
步骤七：在控制线芯屏蔽22-3外挤出控制线芯护套22-4；
步骤八：对控制线芯护套22-4进行辐照交联；
步骤九：回流管壁1-2外绕包回流导热层1-3；冷却管壁23-2外绕包冷却管导热层23-3；
步骤十：对回流管1、动力线芯21、控制线芯22和冷却管23进行总成缆，并绕包绕包带3；
步骤十一：绕包带3外挤出内护套4和外护套5。
步骤十中，回流管1放置中心，2根正极线芯设置在正极冷却管的两侧，2根负极线芯设置在负极冷却管的两侧，地线芯21-3设置在不接触冷却管23的位置，控制线芯可分配成多个单元控制线芯对设置在动力线芯21和冷却管23的间隙；成缆采用综合成缆机生产，回流管1、2根正极线芯、2根负极线芯、地线芯及2根冷却管23采用1250mm盘具，张力30～40N，控制线芯22采用630mm盘具，张力10～15N。
步骤十一中，内护套4和外护套5采用双层共挤工艺生产。
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，由内到外依次包括缆芯、绕包带、内护套和外护套，所述缆芯的内部中央位置设置有回流管，缆芯包括顺序排布于回流管外围的若干动力线芯、若干控制线芯和若干冷却管，相邻两个动力线芯之间的间隙及动力线芯与冷却管之间的间隙分别设置控制线芯，动力线芯包括正极线芯、负极线芯和地线芯，冷却管包括正极冷却管和负极冷却管，正极冷却管的两侧设置正极线芯，负极冷却管的两侧设置负极线芯，地线芯设置在不接触冷却管的位置。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述回流管位于新能源汽车用液冷大功率充电电缆的中央位置，回流管包括由内至外依次设置的回流腔和回流管壁，回流腔内有冷却液体，回流管壁外设置适配的回流导热层。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述动力线芯包括由内至外依次设置的动力线芯导体和动力线芯绝缘，所述动力线芯共有五根，包括2根正极线芯、2根负极线芯和1根地线芯。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述冷却管包括由内至外依次设置的冷却腔和冷却管壁，冷却腔内有冷却液体，冷却管壁外设置适配的冷却管导热层，所述冷却管共有两根，包含1根正极冷却管和1根负极冷却管，动力线芯中的两根正极线芯分别设置在正极冷却管的两侧，动力线芯中的两根负极线芯分别设置在负极冷却管的两侧，动力线芯中的地线芯设置在不接触冷却管的位置。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述控制线芯包含由内至外依次设置的控制线芯导体、控制线芯绝缘、控制线芯屏蔽和控制线芯护套。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述绕包带采用铝塑复合带，铝塑复合带的铝面一侧与动力线芯和冷却管接触。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述内护套采用高硬度高抗撕TPU，硬度90～98A，抗撕裂强度40～50N/mm。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述外护套采用TPU，硬度80～90A，抗撕裂强度40～50N/mm。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：确定电缆结构；
步骤二：制作动力线芯导体和控制线芯导体；
步骤三：制作回流管和冷却管；
步骤四：在动力线芯导体外挤出动力线芯绝缘，在控制线芯导体外挤出控制线芯绝缘；
步骤五：对动力线芯绝缘、控制线芯绝缘、回流管和冷却管进行辐照交联；
步骤六：在控制线芯绝缘外制作控制线芯屏蔽；
步骤七：在控制线芯屏蔽外挤出控制线芯护套；
步骤八：对控制线芯护套进行辐照交联；
步骤九：回流管壁外绕包回流导热层；冷却管壁外绕包冷却管导热层；
步骤十：对回流管、动力线芯、控制线芯和冷却管进行总成缆，并绕包绕包带；
步骤十一：绕包带外挤出内护套和外护套。
10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆的制备方法，其特征在于，步骤十中，采用综合成缆机进行总成缆，所述回流管放置中心，2根正极线芯设置在正极冷却管的两侧，2根负极线芯设置在负极冷却管的两侧，地线芯设置在不接触冷却管的位置，控制线芯设置在动力线芯和冷却管的间隙，回流管、2根正极线芯、2根负极线芯、地线芯及2根冷却管采用1250mm盘具，张力30～40N，控制线芯采用630mm盘具，张力10～15N。
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