CN114822928B - 一种小线径大功率液冷线和充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小线径大功率液冷线和充电装置，所述小线径大功率液冷线包括：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和用于容置辅助线缆的间隔部，所述间隔部位于所述液流通道的外部，所述间隔部和所述液流通道均沿所述绝缘外被的轴向延伸；以及导体，设置于所述液流通道内。本发明提供一种小线径大功率液冷线和充电装置，解决了目前的液冷线缆线径较大的技术问题。

Description

一种小线径大功率液冷线和充电装置

技术领域

本发明涉及充电线缆领域，尤其涉及一种小线径大功率液冷线和充电装置。

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大功率液冷线和充电装置，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大功率液冷线，所述小线径大功率液冷线包括：

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和用于容置辅助线缆的间隔部，所述间隔部位于所述液流通道的外部，所述间隔部和所述液流通道均沿所述绝缘外被的轴向延伸；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的间隔处形成所述间隔部，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关于所述间隔部对称设置。

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，所述绝缘体的外表面与所述绝缘外被的内表面相贴。

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，多根所述子线分别独立的设置在所述间隔部。

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，所述其它线芯和所述子线在所述间隔部阵列设置。

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设置的导体为正导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个设置的导体为负导体。

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大功率液冷线。

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和间隔部。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，辅助线缆设置在间隔部，使得液流通道和间隔部都集成在绝缘体上，充分利用了绝缘体的结构空间。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和间隔部，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，实现了绝缘体结构的充分利用，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，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为本发明小线径大功率液冷线实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	绝缘外被	200	绝缘体
210	液流通道	211	第一子通道
				212	第二子通道	220	间隔部
300	导体	400	辅助线缆
				410	其它线芯	420	子线

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小线径大功率液冷线和充电装置，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和间隔部，取消液冷管的设置，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大功率液冷线，小线径大功率液冷线包括：

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210和用于容置辅助线缆400的间隔部220，间隔部220位于液流通道210的外部，间隔部220和液流通道210均沿绝缘外被100的轴向延伸；以及

导体300，设置于液流通道210内。

在该实施例采用的技术方案中，绝缘外被100可以用于保护导体300，导体300设置在绝缘外被100的空腔内，利用空腔将导体300包覆起来，实现对导体300的有效保护，能够避免导体300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300漏电而造成人员的意外触电。导体300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300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210和间隔部220。其中，液流通道210内填充有冷却液，冷却液可以在液流通道210内流动。而导体300是设置在液流通道210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210内的流动，可以带走导体300表面的热量，从而及时对导体300进行散热，使导体300的温度处于安全范围内，避免导体300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，辅助线缆400设置在间隔部220，使得液流通道210和间隔部220都集成在绝缘体200上，充分利用了绝缘体200的结构空间。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210和间隔部220，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结构的充分利用，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，导体300是直接浸入冷却液中，可以增加冷却液和导体300的接触面积，在冷却液沿液流通道210流动的时候，能够带走导体300表面更多的热量，提高对导体300的散热效果。

具体的，本实施例提出的小线径大功率液冷线，可以应用于大功率的充电设备，如充电枪或充电座等，小线径大功率液冷线可以包括绝缘外被100、绝缘体200以及导体300。

导体300是小线径大功率液冷线的主线，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300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300，以保证导体300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300可以设置有两根，分别为正导体和负导体，正导体用于与外被设备的正极连接，负导体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300，绝缘外被100的内部形成空腔，导体300和绝缘体200设置在空腔内，利用空腔可以包覆在导体300和绝缘体200的外围，使得导体300不外露，实现了导体300的隐藏，一方面能够避免导体300受到外界的损坏，另一方面可以避免导体300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用于在导体300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210和间隔部220。其中，液流通道210用于填充冷却液，导体300设置在液流通道210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210的流动，可以及时带走导体300表面产生的热量，从而实现导体300的冷却降温，避免导体300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300是直接浸入冷却液中，能够增加导体300和冷却液的接触面积，从而可以带走更多的热量，提高导体300的散热效果。

在本发明的一实施例中，间隔部220可以是安装孔、安装腔，设置在液流通道210的外部，用来安装辅助线缆400。进一步的，辅助线缆400和绝缘体200一体成型。具体地，在进行液冷线缆的生产加工过程中，辅助线缆400与绝缘体200在挤出模具上一体成型。更具体的，将辅助线缆400中的其他线芯410、子线420分别拆分为多根，将多根其他线芯410、子线420放在挤出模具上，在挤出模具内添加绝缘材料，在挤出模具挤出绝缘体200的同时，辅助线缆400随绝缘体200的挤出而成型，从而使辅助线缆400和绝缘体200成为一体成型结构，方便了辅助线缆400和绝缘体200的加工制造，提高了液冷线缆的加工组装效率。绝缘体200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。优选的，绝缘体200与绝缘外被100同轴设置。

需要指出的是，本实施例中的辅助线缆400指的是非大功率线缆，大功率线缆指的是输送的电能可以维持充电装置工作的线缆，辅助线缆400可以是接地线、通讯线缆、小功率线缆等，在此不做限定。将信号线400和导体300分开设置，把辅助线缆400阵列设置在间隔部220，把导体300设于液流通道210内，使得全部的冷却液都用于对导体300降温，能够提高散热效果。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，参照图1，在本发明一实施例中，液流通道210包括第一子通道211和第二子通道212，第一子通道211和第二子通道212彼此独立设置，第一子通道211和第二子通道212的间隔处形成间隔部220，第一子通道211和第二子通道212内均设有至少一导体300。

在该实施例采用的技术方案中，液流通道210可以包括第一子通道211和第二子通道212，第一子通道211和第二子通道212平行设置，通过设置第一子通道211和第二子通道212可以实现对不同导体300的分别散热，避免所有的导体300都通过同一个液流通道210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211和第二子通道212关于间隔部220对称设置。

在该实施例采用的技术方案中，为了进一步提高液冷线缆散热的均匀性，使得第一子通道211和第二子通道212关于间隔部220对称设置，也就是说，第一子通道211和第二子通道212的面积大小、位置、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300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211和第二子通道212中的一个为进液通道，第一子通道211和第二子通道212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211和第二子通道212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，第一子通道211和第二子通道212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211和第二子通道212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211和第二子通道212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300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，绝缘体200的外表面与绝缘外被100的内表面相贴。

在该实施例采用的技术方案中，为了充分利用绝缘外被100的空腔，使得绝缘体200的外表面与绝缘外被100的内表面相贴，也就是说，绝缘外被100的内径和绝缘体200的外径相等，如此可以增加液冷通道的横截面积，能够容纳更多的冷却液，在冷却液流动的时候，进而带走导体300表面更多的热量，提高导体300的散热效果。

进一步的，参照图1，在本发明一实施例中，辅助线缆400包括接地线，接地线包括多根独立设置的子线420，多根子线420分别独立的设置在间隔部220。辅助线缆400还包括其他线芯410，其他线芯410可以是通讯线缆、小功率线缆等，其他线芯410分别独立的设置在间隔部220。进一步的，辅助线缆400为裸线。具体地，辅助线缆400嵌入间隔部220内，也即辅助线缆400的周面均与间隔部220绝缘接触。如此，辅助线缆400可采用裸线缆，而节省常规辅助线缆400最外层的绝缘材料层，从而进一步减小线径。

进一步的，在本发明一实施例中，第一子通道211和第二子通道212中的一个设置的导体300为正导体，第一子通道211和第二子通道212中的另一个设置的导体300为负导体。可以理解的是，位于第一子通道211内的导体300为正导体，位于第二子通道212内的导体300为负导体；或者位于第一子通道211内的导体300为负导体，位于第二子通道212内的导体300为正导体。进一步的，导体300为裸导体。液流通道210内的冷却液采用绝缘冷却液，导体300均可以设置为裸线缆，而不必在导体300的最外层再包裹绝缘材料。尽管将导体300均设置为裸线缆，但由于正、负导体分别位于不同的液流通道210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211、第二子通道212的形状，同时与冷却液的接触面积更大，更有利于散热。

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大功率液冷线，具体的，小线径大功率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)

1.一种小线径大功率液冷线，其特征在于，所述小线径大功率液冷线包括：

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和用于容置辅助线缆的间隔部，所述间隔部位于所述液流通道的外部，所述间隔部和所述液流通道均沿所述绝缘外被的轴向延伸；以及

导体，设置于所述液流通道内；

其中，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的间隔处形成所述间隔部。

2.如权利要求1所述的小线径大功率液冷线，其特征在于，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。

3.如权利要求2所述的小线径大功率液冷线，其特征在于，所述第一子通道和所述第二子通道关于所述间隔部对称设置。

4.如权利要求2所述的小线径大功率液冷线，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。

5.如权利要求2-4任一项所述的小线径大功率液冷线，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。

6.如权利要求5所述的小线径大功率液冷线，其特征在于，所述绝缘体的外表面与所述绝缘外被的内表面相贴。

7.如权利要求5所述的小线径大功率液冷线，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，多根所述子线分别独立的设置在所述间隔部。

8.如权利要求7所述的小线径大功率液冷线，其特征在于，所述辅助线缆还包括其它线芯，所述其它线芯和所述子线在所述间隔部阵列设置。

9.如权利要求5所述的小线径大功率液冷线，其特征在于，所述第一子通道和所述第二子通道中的一个设置的导体为正导体，所述第一子通道和所述第二子通道中的另一个设置的导体为负导体。

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大功率液冷线。