CN114822925A - 一种小线径充电线缆结构和充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小线径充电线缆结构和充电装置，所述小线径充电线缆结构包括：绝缘外被，沿轴向形成有安装腔；绝缘体，设于所述安装腔内，所述绝缘体的内部形成有沿所述绝缘外被的轴向延伸的容纳腔，所述绝缘体的外周面与所述绝缘外被的内表面之间形成供冷却液流动的液流通道；导体，设于所述液流通道内；以及辅助线缆，设于所述容纳腔内。本发明提供一种小线径充电线缆结构和充电装置，解决了目前的液冷线缆散热效果欠佳的技术问题。

Description

一种小线径充电线缆结构和充电装置

技术领域

本发明涉及充电线缆领域，尤其涉及一种小线径充电线缆结构和充电装置。

背景技术

近年来，随着新能源技术的快速发展，电动汽车大量进入家庭和商业领域，使用者对电池容量、续驶里程、充电速度的要求也越来越高，大功率充电技术逐渐发展起来。大功率充电桩的电压高、电流大，在使用的过程中会产生大量的热量，而且功率越大，线缆越容易发热，发热后的线缆存在引发火灾的风险。

为解决线缆在充电过程中的温升问题，市场上开始逐渐产生液冷线缆、液冷充电枪、液冷插座等新产品，即在线缆内部形成可供冷却液流通的通道，以对导体冷却降温。但是现有的液冷线缆的散热效果欠佳。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种小线径充电线缆结构和充电装置，旨在解决目前的液冷线缆散热效果欠佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提出一种小线径充电线缆结构，所述小线径充电线缆结构包括：

绝缘外被，沿轴向形成有安装腔；

绝缘体，设于所述安装腔内，所述绝缘体的内部形成有沿所述绝缘外被的轴向延伸的容纳腔，所述绝缘体的外周面与所述绝缘外被的内表面之间形成供冷却液流动的液流通道；

导体，设于所述液流通道内；以及

辅助线缆，设于所述容纳腔内。

可选地，在本发明一实施例中，所述液流通道环绕所述绝缘体的外周面设置。

可选地，在本发明一实施例中，所述小线径充电线缆结构还包括分隔部，所述分隔部连接所述绝缘外被的内表面和所述绝缘体的外表面，所述分隔部设有两个，以将所述液流通道分隔为彼此独立延伸的第一子通道和第二子通道，所述第一子通道和所述第二子通道分别设有至少一所述导体。

可选地，在本发明一实施例中，所述第一子通道和所述第二子通道的横截面形状和/或横截面面积相等。

可选地，在本发明一实施例中，所述第一子通道和所述第二子通道的横截面均为半圆环结构。

可选地，在本发明一实施例中，所述第一子通道和所述第二子通道中的一个为进液通道，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个为出液通道，所述进液通道和所述出液通道通过连接装置连通，以形成一冷却回路，所述冷却液在冷却回路中流动。

可选地，在本发明一实施例中，所述导体包括正导体和负导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的一个设置有所述正导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个设置有所述负导体。

可选地，在本发明一实施例中，所述辅助线缆包括接地线，所述接地线包括多根独立设置的子线。

可选地，在本发明一实施例中，所述辅助线缆还包括其它线芯，所述其它线芯与所述子线间隔设置。

为实现上述目的，本发明实施例提出一种充电装置，包括上述任一种实施方式所述的小线径充电线缆结构。

相对于现有技术，本发明提出的一个技术方案中，绝缘外被可以用于保护线缆，导体设置在绝缘外被的安装腔内，利用安装腔将导体和辅助线缆包覆起来，实现对导体的有效保护，能够避免导体暴露在外而造成意外损坏，从而延长使用寿命，还可以防止导体漏电而造成人员的意外触电。导体用以与外部充电设备电连接以导通电路，电路导通之后，导体在工作时会产生大量热量。为此设置了绝缘体，利用绝缘体和绝缘外被之间的空隙形成了液流通道，充分利用了绝缘外被的空腔，能够降低液冷线缆的整体线径。而且，其中，液流通道内填充有冷却液，冷却液可以在液流通道内流动。而导体是设置在液流通道内，如此当液冷线缆在使用的时候，通过冷却液在液流通道内的流动，可以带走导体表面的热量，从而及时对导体进行散热，使导体的温度处于安全范围内，避免导体的温度过高而出现安全隐患，提高液冷线缆的散热效果。而且，由于导体是直接浸入冷却液中，可以增加冷却液和导体的接触面积，在冷却液沿液流通道流动的时候，能够带走导体表面更多的热量，提高对导体的散热效果。另外，在绝缘体的内部形成了容纳腔，将辅助线缆设置在容纳腔内，实现了导体和辅助线缆的彼此独立设置，避免导体和辅助线缆之间发生意外短路，保障导体和辅助线缆的正常使用。本发明提出的技术方案，利用设置在绝缘外被内的绝缘体的本身结构限定出安装辅助线缆的容纳腔，且利用绝缘体的外表面和绝缘外被的内表面之间的间隔形成液流通道，取消了液冷管的设置，节省了对安装腔的空间的占用，有利于安装腔内其他部件的布置，实现了绝缘体和安装腔的充分利用，降低了液冷线缆的整体重量，提高整体空间效果，减小了液冷线缆的线径，符合产品紧凑化、小巧化的设计需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明小线径充电线缆结构实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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实施例中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明实施例要求的保护范围之内。

在电动汽车的使用过程中，用户对于快速充电的要求越来越高。为实现快速的大功率充电，避免在充电过程中线缆的温度过高，增加线缆线径是常见的一种选择。然而，增加线径会带来较高的成本，也会导致线缆的重量增加，造成充电枪等配套产品的体积的增加，使得整个充电设备变得更加粗壮、沉重。因此，采用小线经、轻量化的液冷电缆来减低线缆温度成为解决大功率充电的热门方案。但是，现有的液冷电缆在使用时散热效果欠佳，影响客户体验，无法大规模推广使用。

有鉴于此，本发明实施例提供一种小线径充电线缆结构和充电装置，在绝缘外被的安装腔内设置了绝缘体，利用绝缘体和绝缘外被之间的闲置空间形成了液流通道，导体直接浸入液流通道内，增加了导体和冷却液的接触面积，可以带走导体表面更多的热量，进而提高散热效果。同时，辅助线缆设置在绝缘体的容纳腔内，实现了导体和绝缘体的分开独立设置。

如图1所示，本发明实施例提出的一种小线径充电线缆结构，小线径充电线缆结构包括：

绝缘外被100，沿轴向形成有安装腔；

绝缘体200，设于安装腔内，绝缘体200的内部形成有沿绝缘外被100的轴向延伸的容纳腔210，绝缘体200的外周面与绝缘外被100的内表面之间形成供冷却液流动的液流通道300；

导体400，设于液流通道300内；以及

辅助线缆500，设于容纳腔210内。

在该实施例采用的技术方案中，绝缘外被100可以用于保护线缆，导体400设置在绝缘外被100的安装腔内，利用安装腔将导体400和辅助线缆500包覆起来，实现对导体400的有效保护，能够避免导体400暴露在外而造成意外损坏，从而延长使用寿命，还可以防止导体400漏电而造成人员的意外触电。导体400用以与外部充电设备电连接以导通电路，电路导通之后，导体400在工作时会产生大量热量。为此设置了绝缘体200，利用绝缘体200和绝缘外被100之间的空隙形成了液流通道300，充分利用了绝缘外被100的空腔，能够降低液冷线缆的整体线径。而且，其中，液流通道300内填充有冷却液，冷却液可以在液流通道300内流动。而导体400是设置在液流通道300内，如此当液冷线缆在使用的时候，通过冷却液在液流通道300内的流动，可以带走导体400表面的热量，从而及时对导体400进行散热，使导体400的温度处于安全范围内，避免导体400的温度过高而出现安全隐患，提高液冷线缆的散热效果。而且，由于导体400是直接浸入冷却液中，可以增加冷却液和导体400的接触面积，在冷却液沿液流通道300流动的时候，能够带走导体400表面更多的热量，提高对导体400的散热效果。另外，在绝缘体200的内部形成了容纳腔210，将辅助线缆500设置在容纳腔210内，实现了导体400和辅助线缆500的彼此独立设置，避免导体400和辅助线缆500之间发生意外短路，保障导体400和辅助线缆500的正常使用。本发明提出的技术方案，利用设置在绝缘外被100内的绝缘体200的本身结构限定出安装辅助线缆500的容纳腔210，且利用绝缘体200的外表面和绝缘外被100的内表面之间的间隔形成液流通道300，取消了液冷管的设置，节省了对安装腔的空间的占用，有利于安装腔内其他部件的布置，实现了绝缘体200和安装腔的充分利用，降低了液冷线缆的整体重量，提高整体空间效果，减小了液冷线缆的线径，符合产品紧凑化、小巧化的设计需求。

具体的，本实施例提出的小线径充电线缆结构，可以应用于大功率的充电设备，如充电枪或充电座等，小线径充电线缆结构可以包括绝缘外被100、绝缘体200、导体400以及辅助线缆500。

导体400是小线径充电线缆结构的主线，其材质可以为导电材料，比如金属铜，能够与外部充电设备电连接而导通电路。导体400可以是单根导线，也可以是多根导线束集而成，优选为将若干导线束集形成一根导体400，以保证导体400具有较强的载流能力。为了避免多根导线束集时松散，可以利用编织层进行固定。另外，多根导线也可以独立设置，如此可以增加与冷却液的接触面积，提高散热效果，同时导线的直径较小，还能够方便导线在液流通道300内的布置。一般地，导体400可以包括正导体和负导体，正导体可以用于与外部设备的正极连接，负导体可以用于与外部设备的负极连接，以使液冷线缆与外部设备之间形成导通电路。需要指出的是，正导体和负导体可以分别设有一根，也可以分别设有多根，在此不做限定。

绝缘外被100用于保护导体400和辅助线缆500，绝缘外被100的内部形成安装腔，导体400和绝缘体200设置在安装腔内，利用绝缘外被100可以包覆在导体400和绝缘体200的外部，使得导体400不外露，实现了导体400的隐藏，能够防止导体400受到外界的损坏，可以避免导体400漏电而发生用电危险。绝缘外被100可以由绝缘材料制成，可以为PVC、TPE、TPU以及橡胶材料中的任意一种材料制成，其形状可以设置为圆筒状，方便形成空腔，从而简化生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。

绝缘体200可以用于安装辅助线缆500，同时与绝缘外被100配合形成了液流通道300，也就是说，绝缘体200的外表面和绝缘外被100的内表面之间的间隙形成了上述液流通道300。其中，液流通道300用于填充冷却液，导体400设置在液流通道300内，且被冷却液包覆。如此在液冷线缆充电使用的时候，通过冷却液沿液流通道300的流动，可以及时带走导体400表面产生的热量，从而实现导体400的冷却降温，避免导体400因温升过高而引发火灾等，进而保障液冷线缆或充电装置的正常使用。而且，导体400是直接浸入冷却液中，能够增加导体400和冷却液的接触面积，从而可以带走更多的热量，提高导体400的散热效果。另外，利用绝缘体200和绝缘外被100之间的空隙形成液流通道300，充分利用了绝缘外被100和绝缘体200之间的闲置空间，取消了冷液管的设置，可以有效降低液冷线缆的线径。在本实施例中，容纳腔210可以用于设置辅助线缆500，从而方便的将辅助线缆500布置在绝缘外被100的内部，使得导体400及辅助线缆500在安装腔内合理排布，提高空间的利用率，减少液冷线缆的线径。而且，辅助电缆在使用过程中也会产生大量热量，设置在绝缘体200的外表面的液流通道300中的冷却液还可以将辅助线缆500产生的热量带走，进而对辅助线缆500进行降温。另外，导体400的两侧分别为绝缘外被100和绝缘体200，因此导体400可以采用裸导体，从而可以节省常规导体400最外层的绝缘材料层，进而进一步减小线径。优选的，绝缘体200与绝缘外被100同轴设置。需要指出的是，本实施例中的冷却液可以为具有较好热传导性能的绝缘液体，例如可采用变压器油、电容器油、电缆油、硅油或矿物油中的任意一种，在此不做限定。

进一步的，在本发明一实施例中，液流通道300环绕绝缘体200的外周面设置。

在该实施例采用的技术方案中，液流通道300沿着绝缘体200的外周面环绕一圈，如此使得绝缘体200的外周面和绝缘外被100之间的空间全部构成液流通道300，增加了液流通道300的容积，可以在液流通道300内填充更多的冷却液，能够带走导体400表面的更多热量，有利于导体400的排布。在本实施例中，液流通道300可以为圆形环、方形环、三角形环。

进一步的，参照图1，在本发明一实施例中，小线径充电线缆结构还包括分隔部600，分隔部600连接绝缘外被100的内表面和绝缘体200的外表面，分隔部600设有两个，以将液流通道300分隔为彼此独立延伸的第一子通道310和第二子通道320，第一子通道310和第二子通道320分别设有至少一导体400。

在该实施例采用的技术方案中，分隔部600可以为绝缘材料制成，设置在液流通道300内，且分隔部600连接绝缘外被100和绝缘体200。如此设置，能够方便的将液流通道300分成两个独立的部分，即第一子通道310和第二子通道320，第一子通道310和第二子通道320在安装腔内平行设置，可以实现对不同导体400的分别散热，避免所有的导体400都通过同一个液流通道300进行散热而出现的液冷线缆局部高温，从而提高散热的均匀性。

进一步的，在本发明一实施例中，第一子通道310和第二子通道320的横截面形状和/或横截面面积相等。

在该实施例采用的技术方案中，第一子通道310和第二子通道320的面积大小、形状都是一样的，如此可以使液冷线缆内部的各个位置获得冷却液提供的相同的冷却作用，从而能够保障导体400的外表面散热的均匀性，避免出现局部高温而影响正常使用。

进一步的，在本发明一实施例中，第一子通道310和第二子通道320的横截面均为半圆环结构。

在该实施例采用的技术方案中，第一子通道310和第二子通道320的横截面分别为半圆环结构，能够充分利用绝缘体200和绝缘外被100之间的闲置空间，使得第一子通道310和第二子通道320的横截面积较大，可以填充更多的冷却液，冷却液的冷量较多，在流动的时候可以带走导体400表面更多的热量，从而提高散热效果。

进一步的，在本发明一实施例中，第一子通道310和第二子通道320中的一个为进液通道，第一子通道310和第二子通道320中的另一个为出液通道，进液通道和出液通道通过连接装置连通，以形成一冷却回路，冷却液在冷却回路中流动。

在该实施例采用的技术方案中，第一子通道310和第二子通道320中的一个为进液通道，另一个为出液通道，可以在绝缘外被100的外部通过连接装置进行连通，从而形成一个循环回路，冷却液在循环回路中流动。也即冷却系统采用一进一出的方式，实现冷却液的循环流动，能够重复使用，降低使用成本。在本实施例中，第一子通道310可以为进液通道，而第二子通道320可以为出液通道；或者，第一子通道310可以为出液通道，而第二子通道320可以为进液通道。在此不做限定，在实际应用的时候，可以根据需求择优设置。

进一步的，在本发明一实施例中，导体400包括正导体和负导体，第一子通道310和第二子通道320中的一个设置有正导体，第一子通道310和第二子通道320中的另一个设置有负导体。

在该实施例采用的技术方案中，位于第一子通道310内的导体400为正导体，位于第二子通道320内的导体400为负导体；或者位于第一子通道310内的导体400为负导体，位于第二子通道320内的导体400为正导体。进一步的，导体400为裸导体。液流通道300内的冷却液采用绝缘冷却液，导体400均可以设置为裸导体400，而不必在导体400的最外层再包裹绝缘材料。尽管将导体400设置为裸导体400，但由于正、负导体分别位于不同的液流通道300内，如此可避免正导体和负导体之间的短路，可保证液冷线缆的正常使用。同时，将正导体和负导体设置为裸导体，可以进一步的减小液冷线缆的直径，降低液冷线缆的整体质量。需要指出的是，正导体和负导体可以分别有一根，也可以分别有多根。也即，正导体和负导体可以是一根由多股导线束集而成，也可以是多根的拆分导线。当正导体和负导体是多根的拆分导线时，能够更适配第一子通道310、第二子通道320的形状，有利于进一步减小线径，同时与冷却液的接触面积更大，更有利于散热。

进一步的，参照图1，在本发明一实施例中，辅助线缆500包括接地线，接地线包括多根独立设置的子线510。

在该实施例采用的技术方案中，辅助线缆500可以包括接地线，接地线也称为安全回路线，危险时可以把高压直接转嫁给大地，从而避免使用者触电。接地线可以包括多根独立设置的子线510，也就是说，将接地线拆分成多根子线510，每一根子线510的线径较小，方便设置在容纳腔210内。在一实施例中，子线510可以与容纳腔210的内壁接触，如此可以减小冷却液与子线510之间的距离，方便冷却液对子线510进行散热。

进一步的，参照图1，在本发明一实施例中，辅助线缆500还包括其它线芯520，其它线芯520与子线510间隔设置。

在该实施例采用的技术方案中，辅助线缆500还可以包括其它线芯520，其它线芯520用于电连接小功率器件，可为带有绝缘层的线缆，绝缘层内可设有填充物，以使线缆固定在绝缘层内。其它线芯520可以设置多根，每一根其它线芯520的外周面都可以设置绝缘层。在一实施例中，其它线芯520可以与容纳腔210的内壁接触，如此可以减小冷却液与其它线芯520之间的距离，方便冷却液对其它线芯520进行散热。

本发明实施例还提出一种充电装置，该充电装置包括如上的小线径充电线缆结构，具体的，小线径充电线缆结构的具体结构参照上述实施例，由于该充电装置采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明实施例的专利范围，凡是在本发明实施例的发明构思下，利用本发明实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明实施例的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种小线径充电线缆结构，其特征在于，所述小线径充电线缆结构包括：

绝缘外被，沿轴向形成有安装腔；

绝缘体，设于所述安装腔内，所述绝缘体的内部形成有沿所述绝缘外被的轴向延伸的容纳腔，所述绝缘体的外周面与所述绝缘外被的内表面之间形成供冷却液流动的液流通道；

导体，设于所述液流通道内；以及

辅助线缆，设于所述容纳腔内。

2.如权利要求1所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述液流通道环绕所述绝缘体的外周面设置。

3.如权利要求2所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述小线径充电线缆结构还包括分隔部，所述分隔部连接所述绝缘外被的内表面和所述绝缘体的外表面，所述分隔部设有两个，以将所述液流通道分隔为彼此独立延伸的第一子通道和第二子通道，所述第一子通道和所述第二子通道分别设有至少一所述导体。

4.如权利要求3所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述第一子通道和所述第二子通道的横截面形状和/或横截面面积相等。

5.如权利要求4所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述第一子通道和所述第二子通道的横截面均为半圆环结构。

6.如权利要求3所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述第一子通道和所述第二子通道中的一个为进液通道，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个为出液通道，所述进液通道和所述出液通道通过连接装置连通，以形成一冷却回路，所述冷却液在冷却回路中流动。

7.如权利要求3所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述导体包括正导体和负导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的一个设置有所述正导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个设置有所述负导体。

8.如权利要求1-7任一项所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述辅助线缆包括接地线，所述接地线包括多根独立设置的子线。

9.如权利要求8所述的小线径充电线缆结构，其特征在于，所述辅助线缆还包括其它线芯，所述其它线芯与所述子线间隔设置。

10.一种充电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的小线径充电线缆结构。

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