CN114822927A - 一种小线径液冷线和充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小线径液冷线和充电装置，所述小线径液冷线包括绝缘外被，沿轴向形成有空腔；绝缘体，设于所述空腔内，所述绝缘体上形成有用于供冷却液流动的液流通道，所述绝缘体的外壁与所述绝缘外被的内壁之间非接触而形成安装空间；辅助线缆，设于所述安装空间内；以及导体，设置于所述液流通道内。本发明提供一种一种小线径液冷线和充电装置，解决了目前的液冷线缆线径较大的技术问题。

Description

一种小线径液冷线和充电装置

技术领域

本发明涉及充电线缆领域，尤其涉及一种小线径液冷线和充电装置。

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线径较大，无法满足产品小巧化的需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种小线径液冷线和充电装置，旨在解决目前的液冷线缆线径较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提出一种小线径液冷线，所述小线径液冷线包括：

绝缘外被，沿轴向形成有空腔；

绝缘体，设于所述空腔内，所述绝缘体上形成有用于供冷却液流动的液流通道，所述绝缘体的外壁与所述绝缘外被的内壁之间非接触而形成安装空间；

辅助线缆，设于所述安装空间内；以及

导体，设置于所述液流通道内。

可选地，在本发明一实施例中，所述安装空间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，多根所述子线位于一虚拟圆形的圆周面上，所述安装空间为圆环，所述虚拟圆形的圆心与所述圆环的圆心同心。

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，所述其它线芯位于所述虚拟圆形的圆周面上。

可选地，在本发明一实施例中，所述液流通道包括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彼此独立设置，所述第一子通道和所述第二子通道内均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形。

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，多根所述子线之间彼此间隔设置；和/或，多根所述其它线芯之间彼此间隔设置；和/或，所述子线和所述其它线芯之间彼此间隔设置。

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液冷线。

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导体，导体设置在绝缘外被的空腔内，利用空腔将导体包覆起来，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，利用绝缘体本身的结构形成了液流通道。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，且浸入冷却液中，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。同时，绝缘体的外表面与绝缘外被的内表面之间是不接触的，即存在预定间隔而形成一个安装空间，辅助线缆设置在安装空间内，从而利用绝缘体和绝缘外被之间的安装空间来安装辅助线缆，有利于线缆的布置，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，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液流通道，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安装空间，取消了液冷管的设置，节省了对空腔的空间的占用，有利于空腔内其他部件的布置，实现了绝缘体和空腔的充分利用，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。另外，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。

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为本发明小线径液冷线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，现有的液冷电缆的线径仍然较大，还存在一定的改进空间，以进一步满足产品小巧化的需求。

有鉴于此，本发明实施例提供一种一种小线径液冷线和充电装置，利用设置在绝缘外被的空腔内的绝缘体的自身结构限定出液流通道，同时在绝缘体的外表面和绝缘外被的内表面之间形成安装空间，辅助线缆设置在安装空间内，取消了液冷管的设置，有利于导体和其他部件在绝缘外被的空腔内的布置，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。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提出的一种小线径液冷线，小线径液冷线包括：

绝缘外被100，沿轴向形成有空腔；

绝缘体200，设于空腔内，绝缘体200上形成有用于供冷却液流动的液流通道300，绝缘体200的外壁与绝缘外被100的内壁之间非接触而形成安装空间400；

辅助线缆500，设于安装空间400内；以及

导体600，设置于液流通道300内。

在该实施例采用的技术方案中，绝缘外被100可以用于保护导体600，导体600设置在绝缘外被100的空腔内，利用空腔将导体600包覆起来，实现对导体600的有效保护，能够避免导体600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600漏电而造成人员的意外触电。导体600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600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本身的结构形成了液流通道300。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600是设置在液流通道300内，且浸入冷却液中，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600表面的热量，从而及时对导体600进行散热，使导体600的温度处于安全范围内，避免导体600的温度过高而出现安全隐患，提高液冷线缆的散热效果。同时，绝缘体200的外表面与绝缘外被100的内表面之间是不接触的，即存在预定间隔而形成一个安装空间400，辅助线缆500设置在安装空间400内，从而利用绝缘体200和绝缘外被100之间的安装空间400来安装辅助线缆500，有利于线缆的布置，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，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的本身结构限定出液流通道300，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安装空间400，取消了液冷管的设置，节省了对空腔的空间的占用，有利于空腔内其他部件的布置，实现了绝缘体200和空腔的充分利用，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。另外，由于导体600是直接浸入冷却液中，可以增加冷却液和导体600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600表面更多的热量，提高对导体600的散热效果。

具体的，本实施例提出的小线径液冷线，可以应用于大功率的充电设备，如充电枪或充电座等，小线径液冷线可以包括绝缘外被100、绝缘体200以及导体600。

导体600是小线径液冷线的主线，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600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600，以保证导体600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。一般地，导体600可以设置有两根，分别为正导体和负导体，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600，绝缘外被100的内部形成空腔，导体600和绝缘体200设置在空腔内，利用空腔可以包覆在导体600和绝缘体200的外部，使得导体600不外露，实现了导体600的隐藏，一方面能够避免导体600受到外界的损坏，另一方面可以避免导体600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可以用于在导体600和绝缘外被100之间形成保护层，绝缘体200设置在绝缘外被100的空腔中，且绝缘体200上形成了液流通道300，而绝缘体200的外表面和绝缘外被100的内表面之间形成安装空间400。其中，液流通道300用于填充冷却液，导体600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600表面产生的热量，从而实现导体600的冷却降温，避免导体600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600是直接浸入冷却液中，能够增加导体600和冷却液的接触面积，从而可以带走更多的热量，提高导体600的散热效果。另外，利用绝缘体200的自身结构形成液流通道300，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，安装空间400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和绝缘体200之间，充分利用了绝缘外被100和绝缘体200之间的限制空间，使得绝缘体200、导体600以及辅助线缆500在空腔内合理排布，提高空间的利用率，减少液冷线缆的线径。而且，辅助电缆500在使用过程中也会产生大量热量，液流通道300同时将辅助线缆500产生的热量带走，进而对辅助线缆500进行降温。另外，辅助电缆500的两侧分别为绝缘外被100和绝缘体200，因此辅助电缆500可以采用裸线缆，从而可以节省常规辅助线缆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，安装空间400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，安装空间400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安装空间400，增加了安装空间400的面积，可以在安装空间400内布置更多的线缆，有利于线缆的排布。在本实施例中，安装空间400可以为圆形环、方形环、三角形环。

进一步的，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，多根子线510位于一虚拟圆形的圆周面上，安装空间400为圆环，虚拟圆形的圆心与圆环的圆心同心。

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，方便设置在安装空间400内。另外，虚拟圆形的圆心与圆环的圆心同心，可以避免辅助线缆500在圆环的径向方向上的过度叠加，从而进一步减少液冷线缆的线径。

进一步的，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位于虚拟圆形的圆周面上。

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，以使其它线芯520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。其他线芯和接地线位于同一个虚拟圆形的圆周面上，使得其它线芯520和接地线环绕绝缘体200的外周面设置，进一步避免辅助线缆500在圆环的径向方向上的过度叠加，从而减少液冷线缆的线径。

进一步的，在本发明一实施例中，液流通道300包括第一子通道310和第二子通道320，第一子通道310和第二子通道320彼此独立设置，第一子通道310和第二子通道320内均设有至少一导体600。

在该实施例采用的技术方案中，液流通道300可以包括第一子通道310和第二子通道320，第一子通道310和第二子通道320平行设置，通过设置第一子通道310和第二子通道320可以实现对不同导体600的分别散热，避免所有的导体600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。在一实施例中，位于第一子通道310内的导体600为正导体，位于第二子通道320内的导体600为负导体；或者位于第一子通道30内的导体600为负导体，位于第二子通道320内的导体600为正导体。进一步的，导体300为裸导体。液流通道300内的冷却液采用绝缘冷却液，导体600均可以设置为裸线缆，而不必在导体600的最外层再包裹绝缘材料。尽管将导体600设置为裸线缆，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线缆，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，同时与冷却液的接触面积更大，更有利于散热。

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600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的横截面均为半圆形。

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形，能够充分利用绝缘体200的结构，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600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。

进一步的，在本发明一实施例中，多根子线510之间彼此间隔设置；和/或，多根其它线芯520之间彼此间隔设置；和/或，子线510和其它线芯520之间彼此间隔设置。

在该实施例采用的技术方案中，多根子线510之间间隔设置，使得相邻的两根子线510之间存在间隔，一方面使得子线510可以采用裸线缆，而不必在子线510的外周面包覆绝缘层；另一方面，子线510在使用时产生的热量，可以通过相邻的两根子线510之间的间隔进行散发，增加了与液流通道300的散热面积，更有利于散热。同理，其它线芯520之间，或者是子线510和其它线芯520之间都可以分别采用间隔设置的方式，在此不再详述。

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液冷线，具体的，小线径液冷线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)

1.一种小线径液冷线，其特征在于，所述小线径液冷线包括：

绝缘外被，沿轴向形成有空腔；

绝缘体，设于所述空腔内，所述绝缘体上形成有用于供冷却液流动的液流通道，所述绝缘体的外壁与所述绝缘外被的内壁之间非接触而形成安装空间；

辅助线缆，设于所述安装空间内；以及

导体，设置于所述液流通道内。

2.如权利要求1所述的小线径液冷线，其特征在于，所述安装空间环绕所述绝缘体的外周面设置。

3.如权利要求2所述的小线径液冷线，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，多根所述子线位于一虚拟圆形的圆周面上，所述安装空间为圆环，所述虚拟圆形的圆心与所述圆环的圆心同心。

4.如权利要求3所述的小线径液冷线，其特征在于，所述辅助线缆还包括其它线芯，所述其它线芯位于所述虚拟圆形的圆周面上。

5.如权利要求1-4任一项所述的小线径液冷线，其特征在于，所述液流通道包括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彼此独立设置，所述第一子通道和所述第二子通道内均设有至少一所述导体。

6.如权利要求5所述的小线径液冷线，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。

7.如权利要求6所述的小线径液冷线，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形。

8.如权利要求5所述的小线径液冷线，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。

9.如权利要求4所述的小线径液冷线，其特征在于，多根所述子线之间彼此间隔设置；和/或，多根所述其它线芯之间彼此间隔设置；和/或，所述子线和所述其它线芯之间彼此间隔设置。

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液冷线。

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