CN113130129A - 一种充电桩用的电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电桩用的电缆。为解决现有的冷却电缆冷却效果有限以及使用不安全等问题，本发明提出一种充电桩用的电缆，所述电缆包括内护套和外护套，所述内护套中插装有电源线束和控制线束，所述外护套套置在所述内护套上，且所述外护套的内壁上间隔设置有若干个支撑凸条；所述内护套和所述外护套之间夹置有冷却导管，且该冷却导管插装在任意两个相邻的所述支撑凸条之间的冷却导管槽中。本发明充电桩用的电缆温升低，冷却效果好，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电桩用的电缆。
背景技术
新能源电动汽车因具有高效、节能、零排放等诸多优点而得到越来越普及的推广应用。新能源电动汽车以车载电源为动力，利用电动机驱动车轮行驶，而车载电源实际就是可以充电的蓄电池，因此，车载电源的充电站、充电桩及充电用电力电缆等是保证新能源电动汽车整车使用的必不可少的基础设施。
在新能源电动汽车技术的发展中，充电速度是影响新能源电动汽车发展的重要因素。大功率充电能够大幅度缩短充电时间，减少充电等待时间，因此，新能源电动汽车需要使用越来越大的充电电流进行充电。然而，大电流大功率充电，必然会导致电缆出现发热和高温升的问题，且过高的温升不仅会损坏电缆的绝缘层或保护套，加速电缆的绝缘层或保护套的老化，使电缆的绝缘层或保护套失去原有的电性能和机械性能，而且会烧坏电缆导体，甚至对人身和设备造成损伤。
为降低电缆的温升，通常情况下是增加电缆的铜导体的截面积。但是，这样不仅使得电缆过于笨重，还会导致电缆的柔韧性变差，制造成本大幅增加。
相较于普通的电力电缆，充电桩用的电缆需满足重量轻、占用空间小及柔软性好的要求。为满足充电桩用的电缆的要求，市场上出现了一种具有冷却功能的充电桩用的冷却电缆，该冷却电缆中绝缘线芯的一侧或两侧紧邻地设置有与绝缘线芯相互独立的冷却导管，用于对绝缘线芯散热。但是，这种冷却电缆存在如下缺点：
1、该冷却电缆中，冷却导管填充在绝缘线芯的缝隙间，由于冷却电缆中绝缘线芯之间的缝隙有限，填充的冷却导管的数量有限，进而导致冷却电缆的散热冷却效果有限；
2、该冷却电缆中，冷却导管填充在绝缘线芯的缝隙件，在拖拽移动过程中，冷却导管易被挤压变形，进而导致冷却导管易弯折堵塞；绝缘线芯易产生相对移动，导致绝缘线芯易变形、破损，甚至是导致控制线芯及信号线芯发生相对移动为变形，出现导体断裂等不良现象；
3、在冷却导管中注入冷却液对绝缘线芯进行冷却，当冷却导管破损时，冷却液易流入到电缆内部，造成严重的安全隐患。
发明内容
为解决现有的冷却电缆冷却效果有限以及使用不安全等问题，本发明提出一种充电桩用的电缆，所述电缆包括内护套和外护套，所述内护套中插装有电源线束和控制线束，所述外护套套置在所述内护套上，且所述外护套的内壁上间隔设置有若干个支撑凸条；所述内护套和所述外护套之间夹置有冷却导管，且该冷却导管插装在任意两个相邻的所述支撑凸条之间的冷却导管槽中。在使用时，可通过向本发明充电桩用的电缆利用夹置在内护套和外护套之间的冷却导管中循环注入冷却液或冷却气体来冷却电缆，降低电缆的温升，提高了电缆的冷却效果。另外，本发明充电桩用的电缆中，冷却导管夹置在内护套和外护套之间，即使冷却导管发生弯折破损导致冷却导管中的冷却液溢出，也不会对位于内护套中的电源线束和控制线束造成损伤，提高了本发明充电桩用的电缆的使用安全性。
优选地，所述支撑凸条在所述外护套的内壁上呈绞合分布。这样，支撑凸条在外护套的内壁上呈绞合分布，故插装在相邻的两个支撑凸条之间的冷却导管绞合缠绕在内护套上，可进一步提高本发明充电桩用的电缆的散热效果。进一步地，所述冷却导管绞合形成冷却导管束，所述冷却导管束的节距倍数为pm冷，且10≤pm冷≤14。这样，由冷却导管绞合形成冷却导管束绞合缠绕在内护套的外壁上，可进一步提高本发明充电桩用的电缆的散热性能。进一步优选地，所述冷却导管的内径为r，且0.8mm≤r≤1.2mm；所述冷却导管束中，相邻的两个所述冷却导管之间的间距为l，且1mm≤l≤2mm。这样，冷却导管绞合形成的冷却导管束后，冷却导管束再绞合缠绕在内套管上，可进一步提高本发明充电桩用的电缆的散热性能。另外，在生产本发明充电桩用的电缆时，可在冷却导管束外绕包一层聚酯带，将绞合形成的冷却导管束固定，方便后道工序生产，提高生产效率，降低生产成本。
优选地，所述电源线束包括电源线导体和电源绝缘层，所述电源绝缘层包敷在所述电源线导体上；所述控制线束包括控制线导体和控制绝缘层，所述控制绝缘层包敷在所述控制线导体上。这样的电源线束及控制线束结构简单，制作方便。进一步地，所述电源线导体和所述控制线导体为绞合软铜导体，所述电源绝缘层和所述控制线绝缘层采用TPE、EY或XLPO材料制成。这样的电源线束和控制线束柔性好，不易弯折受损；电源线束的电源绝缘层和控制线束的控制绝缘层的绝缘性能好，不会相互干扰，从而提高充电安全性及充电效率。优选地，内护套采用TPE或TPU材料制成，外护套采用TPU材料制成。这样，内护套耐高温、柔性好且阻燃，外护套机械强度高、阻燃且加工性能好。
优选地，所述电源线束与所述控制线束绞合成缆，所述电源线束和所述控制线束绞合形成的节距倍数为pm线，且8≤pm线≤12。这样，电源线束和控制线束绞合成缆，且绞合形成的节距倍数为8至12，从而可利用内护套将电源线束和控制线束紧密包敷，进而防止本发明充电桩用的电缆在弯曲或频繁拖拽移动时造成电源线束或控制线束相对内护套发生相对位移为发生变形、破损。进一步地，所述内护套的厚度为th内，且0.6mm≤th内≤1.2mm；所述外护套的厚度为th外，且1.0mm≤th外≤3.0mm。这样，在生产时，可根据本发明充电桩用的电缆的外径调整内护套的厚度，以保证内护套能够紧密包敷电源线束和控制线束，避免电源线束和控制线束在使用过程中发生变形或破损，延长本发明充电桩用的电缆的使用寿命。
附图说明
图1为本发明充电桩用的电缆的端面结构示意图。
具体实施方式
下面，结合图1对本发明充电桩用的电缆进行详细说明。
如图1所示，本发明充电桩用的电缆包括内护套1和外护套2，其中，内护套1中插装有电源线束3和控制线束4，外护套2套置在内护套1上，且外护套2的内壁上间隔设置有若干个支撑凸条21；内护套1和外护套2之间夹置有冷却导管(图中未示出)，且该冷却导管插装在任意两个相邻的支撑凸条21之间的冷却导管槽22中。优选地，支撑凸条21在外护套2的内壁上呈绞合分布。这样，支撑凸条21在外护套2的内壁上呈绞合分布，故插装在相邻的两个支撑凸条21之间的冷却导管槽22中的冷却导管绞合缠绕在内护套1上，可提高本发明充电桩用的电缆的散热效果。
在使用时，可通过向本发明充电桩用的电缆利用夹置在内护套1和外护套2之间的冷却导管中循环注入冷却液或冷却气体来冷却电缆，降低电缆的温升，提高了电缆的冷却效果。另外，本发明充电桩用的电缆中，冷却导管夹置在内护套1和外护套2之间，即使位于某个冷却导管槽22中的冷却导管发生弯折破损导致冷却导管中的冷却液溢出，也不会对位于内护套1中的电源线束3和控制线束4造成损伤，提高了本发明充电桩用的电缆的使用安全性。
电源线束3包括电源线导体31和电源绝缘层32，电源绝缘层32包敷在电源线导体31上；控制线束4包括控制线导体41和控制绝缘层42，控制绝缘层42包敷在控制线导体41上。这样的电源线束3及控制线束4结构简单，制作方便。优选地，电源线导体31和控制线导体41为绞合软铜导体，电源绝缘层32和控制线绝缘层42采用TPE(ThermoplasticElastomer，热塑性弹性体)、EY(乙丙橡胶)或XLPO(交联聚烯烃)材料制成。这样的电源线束和控制线束柔性好，不易弯折受损；电源线束的电源绝缘层和控制线束的控制绝缘层的绝缘性能好，不会相互干扰，从而提高充电安全性及充电效率。优选地，内护套采用TPE或TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体)材料制成，外护套采用TPU材料制成。这样，内护套耐高温、柔性好，外护套耐寒、机械强度高且加工性能好。优选地，电源线束3与控制线束4绞合成缆，电源线束3和控制线束4绞合形成的节距倍数为pm线，且8≤pm线≤12。这样，电源线束3和控制线束4绞合成缆，且绞合形成的节距倍数为8至12，从而可利用内护套1将电源线束3和控制线束4紧密包敷，进而防止本发明充电桩用的电缆在弯曲或频繁拖拽移动时造成电源线束3或控制线束4相对内护套1发生相对位移为发生变形、破损。优选地，内护套1的厚度为th内，且0.6mm≤th内≤1.2mm；外护套2的厚度为th外，且1.0mm≤th外≤3.0mm。这样，在生产时，可根据本发明充电桩用的电缆的外径调整内护套1的厚度，以保证内护套1能够紧密包敷电源线束3和控制线束4，避免电源线束3和控制线束4在使用过程中发生变形或破损，延长本发明充电桩用的电缆的使用寿命。
冷却导管绞合形成冷却导管束，冷却导管束的节距倍数为pm冷，且10≤pm冷≤14。这样，由冷却导管绞合形成冷却导管束绞合缠绕在内护套5的外壁上，可进一步提高本发明充电桩用的电缆的散热性能。优选地，冷却导管的内径为r，且0.8mm≤r≤1.2mm；冷却导管束中，相邻的两个冷却导管之间的间距为l，且1mm≤l≤2mm。这样，冷却导管绞合形成的冷却导管束后，冷却导管束再绞合缠绕在内套管1上，可进一步提高本发明充电桩用的电缆的散热性能。
在生产本发明充电桩用的电缆时，需先将电源线束3和控制线束4绞合成缆，且绞合形成的节距倍数pm线的取值范围为[8，12]，其中，电源线束3由电源线导体31和电源绝缘层32构成，且电源线导体31的数量包含并不限于2-5根；控制线束由控制线导体41和控制线绝缘层42构成，且控制线导体的数量包含并不限于2-5根；电源线束3与控制线束4绞合成缆时，电源线束3和控制线束4的总数量包含并不限于1-3束。接着，通过挤压方式将TPE或TPU材料生产加工成内护套1，该内护套1的厚度为0.6mm至1.2mm，且该内护套1将电源线束3和控制线束4绞合形成的线缆挤包紧密，从而可防止本发明充电桩用的电缆中的电源线束3和/或控制线束4因弯曲或频繁拖拽移动而在内护套1内部发生相对移动而发生变形、破损。然后，将冷却导管绞合形成冷却导管束，同时将冷却导管束的节距倍数pm冷控制在10至14之间；在冷却导管束外绕包一层聚酯带，将冷却导管束中的冷却导管固定住，并将冷却导管束绞合均布地缠绕在内护套1上，避免冷却导管在绞合缠绕在内护套1的外壁上时发生相对移动，影响生产效率、生产质量及生产成本。最后，通过挤压方式将阻燃的TPU材料挤出形成外护套2，并在挤出过程中将绕包在冷却导管束上的聚酯带同步拆除，同时将外护套2的厚度控制在1.0mm至3.0mm之间。
这样生产加工得到的本发明充电桩用的电缆，具有如下优点：
1、有多根冷却导管绞合缠绕在内护套1上，具有更大的热传递接触面积，散热效果好；在使用时，可在冷却导管中循环注入冷却液或冷却气体，能够快速带走本发明充电桩用的电缆中电源线束在充电过程中产生的热量，实现对电源线束的有效冷却，从而有效地降低本发明充电桩用的电缆的充电温度，大大提高了本发明充电桩用的电缆的散热性。
2、内护套1的外壁上绞合缠绕有多个冷却导管，在将冷却液或冷却气体注入到冷却导管中时，不会因个别的冷却导管破损而导致本发明充电桩用的电缆报废，同时，由于电源线束和控制线束外包敷有内护套1，当有个别冷却导管破损而导致冷却液溢出时，冷却液不会流入到电源线束和/或控制线束中，更不会因此而造成充电安全问题。
3、采用挤压方式一次性将TPU材料挤出形成外护套，从而可使外护套2与内护套1黏结为一体，进而将冷却导管完好的夹置固定在内护套1和外护套2之间，并在相邻的两个冷却导管或冷却导管束之间形成支撑凸条，避免本发明充电桩用的电缆在频繁拖拽移动过程中挤压冷却导管而导致冷却导管发生变形。
4、本发明充电桩用的电缆中采用阻燃的TPU材料挤压成型并包敷在内护套及缠绕在内护套的外壁上的冷却导管或冷却导管束外的外护套，耐寒，在零下35℃时仍具有良好的弹性及柔顺性，可避免本发明充电桩用的电缆在寒冷区域因寒冷而变硬，影响本发明充电桩用的电缆的弯曲性能及移动性能，扩大本发明充电桩用的电缆的适用区域。
Claims (9)
1.一种充电桩用的电缆，其特征在于，所述电缆包括内护套和外护套，所述内护套中插装有电源线束和控制线束，所述外护套套置在所述内护套上，且所述外护套的内壁上间隔设置有若干个支撑凸条；所述内护套和所述外护套之间夹置有冷却导管，且该冷却导管插装在任意两个相邻的所述支撑凸条之间的冷却导管槽中。
2.根据权利要求1所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述支撑凸条在所述外护套的内壁上呈绞合分布。
3.根据权利要求2所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述冷却导管绞合形成冷却导管束，所述冷却导管束的节距倍数为pm冷，且10≤pm冷≤14。
4.根据权利要求3所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述冷却导管的内径为r，且0.8mm≤r≤1.2mm；所述冷却导管束中，相邻的两个所述冷却导管之间的间距为l，且1mm≤l≤2mm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述电源线束包括电源线导体和电源绝缘层，所述电源绝缘层包敷在所述电源线导体上；所述控制线束包括控制线导体和控制绝缘层，所述控制绝缘层包敷在所述控制线导体上。
6.根据权利要求5所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述电源线导体和所述控制线导体为绞合软铜导体，所述电源绝缘层和所述控制线绝缘层采用TPE、EY或XLPO材料制成。
7.根据权利要求5所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述内护套采用TPE或TPU材料制成，所述外护套采用TPU材料制成。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述电源线束与所述控制线束绞合成缆，所述电源线束和所述控制线束绞合形成的节距倍数为pm线，且8≤pm线≤12。
9.根据权利要求8所述的充电桩用的电缆，其特征在于，所述内护套的厚度为th内，且0.6mm≤th内≤1.2mm；所述外护套的厚度为th外，且1.0mm≤th外≤3.0mm。
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