CN114093559A - 具有间隙挤出件的电动车辆供电装备电缆 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“具有间隙挤出件的电动车辆供电装备电缆”。本公开描述了用于在对插电式电动化车辆充电时使用的电动车辆供电装备(EVSE)总成。示例性EVSE总成可包括充电器耦接器和连接到所述充电器耦接器的电缆。所述电缆可包括多个导体导线和定位在所述多个导体导线之间的间隙内的间隙挤出件。所述间隙挤出件可包括非对称横截面形状并且可由热塑性弹性体(TPE)材料制成。所述电缆可以交错挤出过程制造，其中所述间隙挤出件被馈送到所述电缆的缠绕的导体导线束的间隙中。

Description

具有间隙挤出件的电动车辆供电装备电缆
技术领域
本公开总体上涉及电动车辆供电装备(EVSE)总成，所述EVSE总 成包括电缆，所述电缆具有用于填充电缆内部的导体导线之间的间隙 的间隙挤出件。
背景技术
电动化车辆与常规的机动车辆不同，这是因为电动化车辆是由一 个或多个牵引电池组供电的电机选择性驱动的。作为内燃发动机的替 代或与内燃发动机组合，电机可推进电动化车辆。一些电动化车辆， 诸如插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电池电动车辆(BEV)，包括充 电端口，所述充电端口可连接到电动车辆供电装备(EVSE)的充电器耦 接器以用于对牵引电池组充电。EVSE的电缆将充电器耦接器连接到 外部电源以便向充电端口供电。
发明内容
根据本公开的示例性方面的电动车辆供电装备(EVSE)总成除其 它外包括充电器耦接器和电缆，所述电缆连接到所述充电器耦接器并 且包括多个导体导线和定位在所述多个导体导线之间的间隙内的间 隙挤出件。所述间隙挤出件包括非对称横截面形状。
在前述总成的另一个非限制性方面，所述电缆包括外护套，所述 外护套围绕所述多个导体导线周向地设置。
在任一前述总成的另一个非限制性方面，所述外护套和所述间隙 挤出件两者均由热塑性弹性体(TPE)材料制成。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述外护套和 所述间隙挤出件由相同的TPE材料制成。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述间隙挤出 件沿围绕中心纵向轴线的旋转路径延伸以建立螺旋取向。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述螺旋取向 遵循所述间隙的扭绕路径。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述螺旋取向 包括多个凹槽。所述多个凹槽中的每个凹槽均在所述间隙挤出件的相 邻远端点之间延伸。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述间隙挤出 件沿中心纵向轴线纵向延伸，第一轴线将所述间隙挤出件沿所述间隙 挤出件的横截面切片的第一维度二等分，并且第二轴线将所述间隙挤 出件沿所述间隙挤出件的横截面切片的第二维度二等分。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述第二轴线 垂直于所述第一轴线。所述第一轴线和所述第二轴线中的每一者均垂 直于所述中心纵向轴线。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述横截面形 状是关于所述第一轴线或所述第二轴线非对称的。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述横截面形 状是关于所述第一轴线和所述第二轴线两者非对称的。
在前述总成中的任一总成的另一个非限制性方面，所述间隙挤出 件包含热塑性弹性体(TPE)材料。
一种根据本公开的另一示例性方面的方法除其它外包括形成间 隙挤出件以在电动车辆供电装备(EVSE)总成的电缆内使用。所述间隙 挤出件包括非对称横截面形状。所述方法还包括将所述间隙挤出件馈 送到缠绕的导体导线束中以形成电缆子总成，以及围绕所述电缆子总 成施加外护套以形成所述电缆。
在前述方法的另一个非限制性实施例中，形成所述间隙挤出件包 括在第一挤出过程中挤出所述间隙挤出件。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，施加所述 外护套包括在第二挤出过程中围绕所述电缆子总成挤出所述外护套。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，所述第二 挤出过程与所述第一挤出过程分开以提供交错挤出过程。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，将所述间 隙挤出件馈送到所述缠绕的导体导线束中包括将所述间隙挤出件馈 送到电缆挤出机的浇口中。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，将所述间 隙挤出件物馈送到所述缠绕的导体导线束中包括将所述间隙挤出件 馈送到在所述缠绕的导体导线束中的导体导线之间形成的间隙中。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，所述横截 面形状是关于所述横截面形状的至少一个二等分轴线非对称的。
在前述方法中的任一方法的另一个非限制性实施例中，所述间隙 挤出件由热塑性弹性体(TPE)材料制成。
前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方 案(包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任一者)可以独立地或 以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，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 术人员将变得明显。随附于具体实施方式的附图可如下简要描述。
附图说明
图1是配备有充电端口总成的电动化车辆的侧视图。
图2是图1的电动化车辆的充电端口总成的放大视图。
图3示出了电动车辆供电装备(EVSE)总成的电缆的选定部分。
图4示出了图3的电缆的电缆子总成。
图5是穿过图3的电缆的截面5-5的横截面图。
图6A、图6B和图6C示出了图3至图5的电缆的间隙挤出件的 各种视图。
图7示出了电缆的另一示例性间隙挤出件。
图8示出了电缆的又一示例性间隙挤出件。
图9示意性地示出了用于制造电动车辆供电装备(EVSE)总成的 电缆的选定部分。
图10示出了用于制造电动车辆供电装备(EVSE)总成的电缆的电 缆挤出机。
具体实施方式
本公开描述了用于在对插电式电动化车辆充电时使用的电动车 辆供电装备(EVSE)总成。示例性EVSE总成可包括充电器耦接器和 连接到所述充电器耦接器的电缆。所述电缆可包括多个导体导线和定 位在所述多个导体导线之间的间隙内的间隙挤出件。所述间隙挤出件 可包括非对称横截面形状并且可由热塑性弹性体(TPE)材料制成。所 述电缆可以交错挤出过程制造，其中所述间隙挤出件被馈送到所述电 缆的缠绕的导体导线束的间隙中。在本具体实施方式的以下段落中更 详细地描述了这些和其他特征。
图1和图2示出了包括牵引电池组12的示例性电动化车辆10。 电动化车辆10可包括能够施加来自电机的扭矩以驱动电动化车辆10 的驱动轮14的任何电动化动力传动系统。在一个实施例中，电动化 车辆10是插电式混合动力电动车辆(PHEV)。在另一实施例中，电动 化车辆是电池电动车辆(BEV)。因此，动力传动系统可在有或没有内 燃发动机的辅助的情况下电动地推进驱动轮14。
图1至图2的电动化车辆10被示意性地示出为汽车。然而，本 公开的教导可适用于任何类型的车辆，包括但不限于汽车、卡车、厢 式货车、运动型多功能车辆(SUV)等。
尽管未示意性地示出，但牵引电池组12可以是高压牵引电池组， 所述高压牵引电池组包括能够向电动化车辆10的一个或多个电机输 出电力的多个电池阵列16(即，电池总成或电池单元组)。其他类型的 能量存储装置和/或输出装置也可用于为电动化车辆10供电。
有时，可能需要或期望对牵引电池组12进行充电。因此，电动 化车辆10可配备有用于对牵引电池组12的能量存储装置(例如，电 池单元)充电的充电端口总成18(有时称为车辆入口总成)。电动车辆 供电装备(EVSE)总成20可以可操作地连接在充电端口总成18和外 部电源22之间以用于在它们之间传送电力。在一个实施例中，外部 电源22包括公用电网。在另一实施例中，外部电源22包括替代性能 量源，诸如太阳能、风能等。在又一实施例中，外部电源22包括公 用电网和替代性能量源的组合。外部电源22可位于用户的家、公共充电站等处。
EVSE总成20可包括充电器耦接器24，所述充电器耦接器可耦 接到充电端口总成18的端口26以从外部电源22对电动化车辆10的 牵引电池组12充电。EVSE总成20的电缆28可连接在充电器耦接 器24与可操作地连接到外部电源22的电源插座或充电站之间。尽管未示出，但EVSE总成20可另外包括充电电路中断装置(CCID)，所 述CCID用于在各种故障期间选择性地禁止从外部电源22到充电器 耦接器24的电力传送。
充电端口总成18可包括充电端口门30，所述充电端口门在电动 化车辆10的典型操作期间关闭。当期望从外部电源22对电动化车辆 10充电时，充电端口门30可从图1所示的关闭位置移动到图2所示 的打开位置。用户随后可将EVSE总成20的充电器耦接器24耦接到 充电端口总成18的端口26，使得可将来自外部电源22的电力提供 到电动化车辆10的牵引电池组12以用于对其中包含的电池单元进 行充电。
示例性充电端口总成18的端口26可被配置为从外部电源22接 收AC电力。在另一实施例中，充电端口总成18的端口26被配置为 从外部电源22接收DC电力。在又一示例中，端口26是被配置为从 外部电源22接收AC电力、DC电力或两者的组合式AC/DC充电端 口。因此，EVSE总成20可被配置为提供任何级别的充电(例如，1 级、2级、DC等)。
图3、图4和图5示出了图2所示的EVSE总成20的电缆28的 进一步细节。电缆28的具体尺寸(例如，长度、外径等)取决于设计， 并且因此并不意图限制本公开。
电缆28可包括外护套32、缠绕的导体导线束34和间隙挤出件 36。缠绕的导体导线束34和间隙挤出件36一起建立电缆28的电缆 子总成38(在图4中最佳示出)。外护套32可围绕电缆子总成38周向 地设置，以用于建立电缆28的外环形表面。在一个实施例中，外护 套32由热塑性弹性体(TPE)材料制成。
缠绕的导体导线束34可包括扭绕在一起以形成缠绕的导体导线 束34的多个导体导线40。多个导体导线40中的每一个均可为圆柱 形绝缘导体导线，当EVSE总成20可操作地耦接到充电端口总成18 时，所述圆柱形绝缘导电导线提供与充电过程相关联的独特功能。多 个导体导线40的至少一部分可包括与缠绕的导体导线束34的其他 导体导线40不同的线规。在一个实施例中，缠绕的导体导线束34包 括五个导体导线40。然而，设置在缠绕的导体导线束34内的导体导 线40的总数并不意图限制本公开。此外，可在电缆28内与缠绕的导体导线束34分开地设置额外数量的导体导线40。
一旦多个导体导线40扭绕在一起以形成缠绕的导体导线束34， 间隙42便可在所述导线之间延伸。在一个实施例中，间隙42设置在 五个导体导线40之间。间隙42沿着缠绕的导体导线束34的长度延 伸并且通常位于电缆28的中心处。
间隙挤出件36是定位在电缆28内部以用于填充间隙42的实心 挤出结构。间隙挤出件36包括独特的设计和材料构成(下面更详细地 描述)，与现有的圆柱形玻璃纤维填料相比，其提供更大的电缆扭转强 度、防潮性和稳定性。
现在参考图5、图6A、图6B和图6C，间隙挤出件36可被配置 为填充缠绕的导体导线束34的整个间隙42。间隙挤出件36可被成 形为提供与围绕间隙42的导体导线40的内表面43的完全接触。内 表面43面向电缆28的中心。间隙挤出件36的具体尺寸和形状取决 于设计，并且可被修改以填充间隙42的任何配置。
间隙挤出件36沿其整个长度围绕其中心纵向轴线44在方向D 上(例如，顺时针)旋转以建立螺旋取向46。螺旋取向46遵循间隙42 的扭绕路径，所述扭绕路径是通过将导体导线40扭绕在一起以形成 缠绕的导体导线束34而形成的。螺旋取向46可建立多个凹槽48。每个凹槽48均可在间隙挤出件36的相邻远端点50之间延伸并且被 配置为适应导体导线40中的一个的内表面43的形状。
如图5和图6A最佳所示，间隙挤出件36的横截面形状可以是 非对称的。当以横截面观察时，第一轴线52和第二轴线54可将间隙 挤出件36二等分。可跨间隙挤出件36的高度或第一维度延伸的第一 轴线52和可跨间隙挤出件36的宽度或第二维度延伸的第二轴线54各自基本上垂直于中心纵向轴线44。第二轴线54基本上垂直于第一 轴线52。
在一个实施例中，间隙挤出件36的横截面形状是关于第二轴线 54非对称的(参见图5和图6A)。在另一实施例中，间隙挤出件36的 横截面形状是关于第一轴线52非对称的(参见图7)。在又一实施例中， 间隙挤出件36的横截面形状是关于第一轴线52和第二轴线54中的 每一者非对称的(参见图8)。当然，间隙挤出件36的特定非对称几何 形状将依据间隙42的形状来设计。间隙挤出件36的非对称横截面形 状有助于填充导体导线40之间的不规则形状的间隙。
间隙挤出件36可由热塑性弹性体(TPE)材料制成。在一个实施例 中，间隙挤出件36和外护套32由相同的TPE材料制成。其他合适 的材料包括但不限于聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺尼龙(PA)和交联聚烯烃 (XLPO)。
图9(同时继续参考图1至图8)示意性地示出了制造上述EVSE 总成20的电缆28的方法60。电缆28可以交错挤出过程制造。首先， 在框62处，诸如在第一挤出过程中形成间隙挤出件36。间隙挤出件 36可形成为包括非对称横截面形状，诸如例如图5至图8所示的横截面形状中的一种。
接下来，在框64处，可将间隙挤出件36馈送到缠绕的导体导线 束34的间隙42中，从而形成电缆子总成38。可在电缆挤出机70(参 见图10)内在缠绕的导体导线束34中的导体导线40之间馈送间隙挤 出件36。导体导线40和间隙挤出件36可被馈送通过电缆挤出机70 的浇口72。当导体导线40和间隙挤出件36被馈送通过浇口72时， 电缆挤出机70的筒74可在方向D上旋转，以便形成电缆子总成38 的扭绕图案。
最后，在框66处，可围绕电缆子总成38周向地施加外护套32 以形成电缆28。可在与用于形成间隙挤出件36的第一挤出过程分开 的第二挤出过程中施加外护套32。因此，方法60被认为是交错挤出 过程。
本公开的EVSE总成包括具有用于填充导体导线之间的间隙的 旋转的非对称间隙挤出件的电缆。与现有的圆柱形玻璃纤维电缆填料 相比，示例性间隙挤出件通过表现出对导体导线的弯曲、扭绕和移位 的更大的阻力来提供更大的扭转强度和稳定性。此外，示例性间隙挤 出件基本上消除了导体导线之间的间隙，从而减少了整个电缆轴线的 毛细作用和进水。
尽管不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但 本公开的实施例不限于那些特定组合。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是可能的。
应理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示对应或类似的元 件。应理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布 置，但是其他布置也可受益于本公开的教导。
前述描述应被解释为说明性的而非具有任何限制意义。本领域普 通技术人员将理解，在本公开的范围内可以出现某些修改。出于这些 原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种电动车辆供电装备(EVSE)总成，其包括：
充电器耦接器；以及
电缆，所述电缆连接到所述充电器耦接器并且包括多个导体导线和定位在所述多个导体导线之间的间隙内的间隙挤出件，
其中所述间隙挤出件包括非对称横截面形状。
2.如权利要求1所述的总成，其中所述电缆包括外护套，所述外护套围绕所述多个导体导线周向地设置，并且任选地，其中所述外护套和所述间隙挤出件两者均由热塑性弹性体(TPE)材料制成。
3.如权利要求2所述的总成，其中所述外护套和所述间隙挤出件由相同的TPE材料制成。
4.如任一前述权利要求所述的总成，其中所述间隙挤出件沿围绕中心纵向轴线的旋转路径延伸以建立螺旋取向，并且任选地，其中所述螺旋取向遵循所述间隙的扭绕路径。
5.如权利要求4所述的总成，其中所述螺旋取向包括多个凹槽，并且进一步地，其中所述多个凹槽中的每个凹槽在所述间隙挤出件的相邻远端点之间延伸。
6.如任一前述要求所述的总成，其中所述间隙挤出件沿中心纵向轴线纵向延伸，第一轴线将所述间隙挤出件沿所述间隙挤出件的横截面切片的第一维度二等分，并且第二轴线将所述间隙挤出件沿所述间隙挤出件的横截面切片的第二维度二等分，并且任选地，其中所述第二轴线垂直于所述第一轴线，并且进一步地，其中所述第一轴线和所述第二轴线中的每一者均垂直于所述中心纵向轴线。
7.如权利要求6所述的总成，其中所述横截面形状是关于所述第一轴线或所述第二轴线或者关于所述第一轴线和所述第二轴线两者非对称的。
8.如任一前述权利要求所述的总成，其中所述间隙挤出件包含热塑性弹性体(TPE)材料。
9.一种方法，其包括：
形成间隙挤出件以在电动车辆供电装备(EVSE)总成的电缆内使用，
其中所述间隙挤出件包括非对称横截面形状；
将所述间隙挤出件馈送到缠绕的导体导线束中以形成电缆子总成；以及
围绕所述电缆子总成施加外护套以形成所述电缆。
10.如权利要求9所述的方法，其中形成所述间隙挤出件包括：
在第一挤出过程中挤出所述间隙挤出件。
11.如权利要求10所述的方法，其中施加所述外护套包括：
在第二挤出过程中围绕所述电缆子总成挤出所述外护套，
并且任选地，其中所述第二挤出过程与所述第一挤出过程分开以提供交错挤出过程。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中将所述间隙挤出件馈送到所述缠绕的导体导线束中包括：
将所述间隙挤出件馈送到电缆挤出机的浇口中。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中将所述间隙挤出件馈送到所述缠绕的导体导线束中包括：
将所述间隙挤出件馈送到在所述缠绕的导体导线束的导体导线之间形成的间隙中。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述横截面形状是关于所述横截面形状的至少一个二等分轴线非对称的。
15.如权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述间隙挤出件由热塑性弹性体(TPE)材料制成。
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