CN114843023A - 充电线缆和充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充电线缆和充电桩。其中，充电线缆包括液冷主导线，液冷主导线包括第一导线、绝缘层及第二导线；第一导线包括第一液冷管和包覆在第一液冷管外的第一导电层，第一液冷管内用以填充第一冷却液；绝缘层包覆于第一导电层的外表面；第二导线包括第二导电层和第二液冷管，第二导电层包覆在绝缘层外，第二液冷管套设于第二导电层外；且第二液冷管与第二导电层之间形成有间隙，间隙内用以填充第二冷却液，第二冷却液与第二导电层接触；第一液冷管和第二液冷管的其中之一形成进液通道，其中之另一形成出液通道。本发明技术方案可以在实现对第一导线和第二导线具有良好的散热效果的前提下，还能实现减小充电线缆的直径的效果。

Description

充电线缆和充电桩

技术领域

本发明涉及充电线缆技术领域，特别涉及一种充电线缆和应用该充电线缆的充电桩。

背景技术

近几年来，电动汽车的迅猛发展使得电动汽车的充电时长越来越被消费者关注，消费者越来越希望电动汽车的充电时长能够缩短，因此大功率的充电桩的需求也越来越大。大功率充电桩所用的充电线缆散热效率较低，目前为了解决该技术问题，通常采用截面积较大的导体，从而导致充电线缆的线径较大，整根充电线缆的重量也较大，从而不利于工作人员操作。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种充电线缆，旨在解决为了对充电线缆进行散热而使得整个充电线缆的线径较粗，重量较大的问题。

为实现上述目的，本发明提出的充电线缆，包括液冷主导线，所述液冷主导线包括第一导线、绝缘层及第二导线；所述第一导线包括第一液冷管和包覆在所述第一液冷管外的第一导电层，所述第一液冷管内用以填充第一冷却液；所述绝缘层包覆于所述第一导电层的外表面；所述第二导线包括第二导电层和第二液冷管，所述第二导电层包覆在所述绝缘层外，所述第二液冷管套设于第二导电层外；且所述第二液冷管与所述第二导电层之间形成有间隙，所述间隙内用以填充第二冷却液，所述第二冷却液与所述第二导电层接触；所述第一液冷管和所述第二液冷管的其中之一形成进液通道，其中之另一形成出液通道。

可选地，所述第一液冷管、所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层及所述第二液冷管同轴设置。

可选地，所述第一导线和所述第二导线的其中之一为正极线，其中之另一为负极线。

可选地，所述第一液冷管的材质和所述第二液冷管的材质均为交联聚烯烃、聚酯弹性体、聚四氟乙烯及聚酰胺中的一种或几种的混合。

可选地，所述充电线缆还包括外护套，所述液冷主导线设于所述外护套内。

可选地，所述充电线缆还包括地线，所述地线设于所述外护套内。

可选地，所述液冷主导线的轴线偏离所述外护套的轴线设置，所述地线设于所述外护套内远离所述液冷主导线的轴线的一侧。

可选地，所述充电线缆还包括信号线，所述信号线设于所述外护套内。

可选地，所述信号线设有多根，定义液冷主导线的轴线与外护套的轴线所确定的平面为分界面，多根所述信号线分设于所述分界面相对的两侧。

本发明还提出一种充电桩，包括上述的充电线缆。

本发明技术方案通过在第一导线内形成第一液冷管、在第二导线内形成第二液冷管，则极大地提高了第一导线和第二导线的散热能力，从而可以实现在减小充电线缆截面积的情况下，提升充电线缆中电流通过的性能，并且相对于液冷管独立于第一导线外和第二导线外的方案，本发明技术方案中的充电线缆直径更小。进一步地，通过将第二导线中的第二导电层与第二液冷管内的第二冷却液接触，则第二冷却液可更加直接地对第二导电层进行散热，从而进一步提高了对第二导电层的散热效果。另外，通过将第一液冷管、第一导电层、绝缘层、第二导电层及第二液冷管层层包覆设置，则相对第一导线、第二导线、第一液冷管及第二液冷管分散设置的方案，其在通过同等电流量的前提下能够进一步减小整个液冷主导线的线径，进而减小充电线缆的线径，便于工作人员进行操作。

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为本发明充电线缆一实施例的剖面结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	液冷主导线	110	第一导线
111	第一液冷管	112	第一导电层
				120	绝缘层	130	第二导线
131	第二导电层	132	第二液冷管
				113	第一冷却液	133	第二冷却液
200	外护套	300	地线
				400	信号线

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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。另外，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，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种充电线缆。

在本发明实施例中，如图1所示，该充电线缆包括液冷主导线100，液冷主导线100包括第一导线110、绝缘层120及第二导线130；第一导线110包括第一液冷管111和第一导电层112，第一液冷管111内用以填充第一冷却液113；第一导电层112包覆在第一液冷管111外；绝缘层120包覆于第一导电层112的外表面；第二导线130包括第二导电层131和第二液冷管132，第二导电层131包覆在绝缘层120外，第二液冷管132套设于第二导电层131外，并与第二导电层131之间形成有间隙，该间隙内用以填充第二冷却液133，以使第二导电层131与第二冷却液133接触；第一液冷管111和第二液冷管132的其中之一为进液管，其中之另一为出液管。

本发明技术方案中的第一导线110和第二导线130具体地可用作直流导线，也可用作交流导线，第一导线110和第二导线130用作直流导线时，二者的极性可以相反，例如第一导线110为正极、第二导线130可以为负极；或者第一导线110为负极，第一导线110为正极。当然，在其他实施例中，第一导线110与第二导线130的极性也可相同，例如第一导线110和第二导线130可均用作正极或者均用作负极。在一实施例中，该充电线缆被用作充电线时，在充电线缆充电过程中，第一导线110与第二导线130的极性相反，从而实现为电动汽车或者其他需要充电的电气设备或者电子设备充电的功能。

通过将第一液冷管111嵌套在第一导线110内，则一方面第一液冷管111作为了第一冷却液113流通的支撑体，另一方面还对第一导线110起到较好的支撑效果，避免第一导线110在重力作用下相对第一液冷管111发生位移，且对第一导线110起到较好的隔离效果。可以理解的是，第一导电层112是充电线缆中主要的发热体，通过在第一液冷管111内填充有第一冷却液113，则第一冷却液113可以通过第一液冷管111将第一导电层112的热量吸收，从而实现对第一导电层112进行散热的效果，使得第一导电层112的温度降低，进而提升了第一导线110的载流量。并且通过将第一导线110的第一导电层112包覆于第一液冷管111外，使得第一导电层112相对的两侧均被绝缘，防止第一导电层112与其他导体发生短路的情况。具体地，为了实现将第一导电层112包覆于第一液冷管111上的效果，第一导电层112可通过多股导电线先绞合在第一液冷管111上，然后再通过铜网将绞合到第一液冷管111上的多股导电线压紧在第一液冷管111上，从而形成第一导电层112，进而减少液冷主导线100各部分出现松散的情况。或者第一导电层112可通过多股导电线先绞和成小股导线，然后再将小股导线绞和到第一冷却管111外层，再通过铜网将绞合到第一冷却管111外层的小股导线压紧在第一液冷管111上，从而形成第一导电层112，进而减小液冷主导线100各部分出现松散的情况。或者第一导电层112可通过导电片卷合成筒状的结构所制成。同样地，第二导电层131可通过多股导电线先绞和成小股导线，然后再将小股导线绞和到绝缘层120外层，再通过铜网将绞合到绝缘层120外层的小股导线压紧在绝缘层120上，从而形成第二导电层131，进而减小液冷主导线100各部分出现松散的情况。或者第二导电层131可通过导电片卷合成筒状的结构所制成。

同样地，通过将第二导电层131包覆于绝缘层120外，则该绝缘层120既可作为第一导线110的绝缘层120，又可作为第二导线130的绝缘层120，为了避免第二导电层131裸露在外，第二导电层131的外部还套设有第二液冷管132，从而实现了避免第二导电层131与其他导体接触而发生短路的情况。另外，通过在第二液冷管132与第二导电层131之间形成有间隙，第二液冷管132的内壁和第二导电层131的外壁均形成冷却通道的壁面，则第二液冷管132的内壁和第二导电层131的外壁之间的间隙可供第二冷却液133流动。可以理解的是，本实施例中的第二导电层131与第二液冷管132之间可流动有第二冷却液133，则该第二冷却液133从此处流动时能够与第二导电层131接触，进而可以直接将第二导电层131上的热量带走，从而提高对第二导电层131的散热效果，使得第二导线130的温度降低，进而提升了第二导线130的载流量。如此设置，第二液冷管132既能实现保护第二导线130并将第二导线130与外部的其他导线进行隔离的效果，而且还可作为冷却管，避免在形成第二冷却通道时再在第二液冷管132外单独套设一个冷却管，从而能够减少第二导线130设置的层数，进而减小液冷主导线100以及充电线缆的直径尺寸，以便于工作人员进行操作。其中，第一冷却液113可为水或者液氮等作为冷却的液体，第二冷却液133可为绝缘冷却液。当第二冷却液133为绝缘冷却液时，第二导电层131可以直接浸泡在绝缘冷却液中，从而进一步减小线径。

本发明技术方案中的充电线缆可应用于充电桩中，充电桩中具有液泵，通过将第一液冷管111和第二液冷管132均与液泵连通，则三者可连接形成一个冷却回路，第一液冷管111和第二液冷管132的其中之一可作为进液管，其中之另一可作为出液管，从而使得第一冷却液113的流向与第二冷却液133的流向相反，进而可以循环对充电线缆中的第一导线110和第二导线130进行散热，使得整根充电线缆就有良好的散热性能，实现提升充电线缆载流量的效果。具体地，第一液冷管111、第二液冷管132及液泵连接形成一个冷却回路时，第一液冷管111可作为进液通道、第二液冷管132作为出液通道，或者第一液冷管111作为出液管、第二液冷管132作为进液管。

通过将绝缘层120包覆在第一导线110的外表面，第二导线130包覆在绝缘层120外，则可保证第一导线110与第二导线130相互绝缘隔离，避免当第一导线110与第二导线130极性相反时出现短路的情况。另外，相对于第一导线110和第二导线130独立设置且不同轴的方案，本发明技术方案中通过将绝缘层120包覆在第一导线110的外表面，第二导线130包覆在绝缘层120外，以使得液冷主导线100的各部分呈层层包覆的结构，从而能够使得液冷主导线100的直径较小，继而可以减小充电线缆的线径。另外，相对于两个液冷管单独设置于第一导线110和第二导线130外的方案，本发明技术方案中通过在第一导线110内设置第一液冷管111，且在第二导线130内设置第二液冷管132，则同样能够使得整个充电线缆的线径减小，从而使得整根充电线缆的重量不会过大，有利于工作人员进行操作。

本发明技术方案通过在第一导线110内形成第一液冷管111、在第二导线130内形成第二液冷管132，则极大地提高了第一导线110和第二导线130的散热能力，从而可以实现在减小充电线缆截面积的情况下，提升充电线缆中电流通过的性能，并且相对于液冷管独立于第一导线110外和第二导线130外的方案，本发明技术方案中的充电线缆直径更小。进一步地，通过将第二导线130中的第二导电层131与第二液冷管132内的第二冷却液133接触，则第二冷却液133可更加直接地对第二导电层131进行散热，从而进一步提高了对第二导电层131的散热效果。另外，通过将第一液冷管111、第一导电层112、绝缘层120、第二导电层131及第二液冷管132层层包覆设置，则相对第一导线110、第二导线130、第一液冷管111及第二液冷管132分散设置的方案，其在通过同等电流量的前提下能够进一步减小整个液冷主导线100的线径，进而减小充电线缆的线径，便于工作人员进行操作。

当然，在其他实施例中，第一导线110中的第一液冷管111也可套设于第一导电层112外，第一液冷管111与第一导电层112之间形成第一冷却通道。其中第一导电层112可以为实体柱状或者呈编织的筒状体结构。或者第一液冷管111套设于第一导电层112外，第一导电层112内形成第一冷却通道，第一导电层112可通过导电片卷合成筒状结构所制成，或者第一导电层112通过编织工艺形成筒状结构以供第一冷却液113通过筒状结构。

进一步地，第一液冷管111、第一导电层112、绝缘层120、第二导电层131及第二液冷管132同轴设置。

通过将第一液冷管111、第一导电层112、绝缘层120、第二导电层131及第二液冷管132同轴设置，则进一步使得液冷主导线100的外观更加圆润，从而能够减小液冷主导线100的最大直径，进而减小整个充电线缆的直径尺寸，更加便于工作人员操作该充电线缆。

具体地，本发明技术方案中的第一液冷管111的材质和第二液冷管132的材质均为交联聚烯烃、聚酯弹性体、聚四氟乙烯及聚酰胺中的一种或几种的混合。

通过将第一液冷管111和第二液冷管132的材质设置为上述的一种或者其中几种的混合，则使得第一液冷管111和第二液冷管132还具有绝缘的性能，因此第一液冷管111和第二液冷管132还能够对第一导电层112和第二导电层131进行绝缘保护。

进一步地，如图1所示，充电线缆还包括外护套200，液冷主导线100设于外护套200内。

通过设置外护套200，可进一步对液冷主导线100整体进行保护。另外，当充电线缆还包括其他与液冷主导线100共存的导线时，外护套200还可对液冷主导线100和其他导线进行收拢，避免液冷主导线100与其他导线之间形成松散的状态。具体地，外护套200的材质可以采用无卤等有毒的材质，从而使得该外护套200具有较好的环保性能；另外，外护套200可采用热塑性弹性体材料制成，以便具有一定的弹性空间供液冷主导线100或其他导线嵌套于其内，并且还通过其自身的弹性对液冷主导线100或其他导线起到较好的束缚效果，避免其内部的线体发生松散的情况。

具体地，外护套200的硬度可设置为不小于80A且不大于90A，从而使得该外护套200的硬度处于合适的范围内，既能起到保护内部线芯的效果，又能保证有一定的弹性，以便具有一定的弹性变形空间。另外，外护套200的抗撕裂强度可设置为不小于40N/mm，且不大于50N/mm，从而使得该外护套200的抗撕裂强度较为适中，有利于保护内部的线芯，且还能便于根据用户需求裁剪该充电线缆。

在一实施例中，如图1所示，充电线缆应用于大功率的充电桩中，为了实现较好的保护效果，本实施例中的充电线缆还包括地线300，地线300设置在外护套200内。

通过设置地线300，则能进一步提升该充电线缆使用的安全性，并适用于大功率电气设备中。另外，通过将地线300设置在外护套200内，则使得外护套200将地线300和液冷主导线100均聚拢在其内部，避免充电线缆出现松散的情况。并且，可以理解的是，该地线300靠近液冷主导线100的第二液冷管132设置，因此该地线300工作时所散发的热量可以传输至第二液冷管132，从而实现通过第二液冷管132内的第二冷却液133还能对地线300进行散热的效果。

具体地，地线300可绞合在液冷主导线100上，也可平行液冷主导线100设置，或者地线300与液冷主导线100采用纵包的方式设置在外护套200内。

进一步地，如图1所示，液冷主导线100的轴线偏离外护套200的轴线设置，地线300设于外护套200的轴线远离液冷主导线100的轴线的一侧。

需要说明的是，图1所示的为充电线缆的横截面剖面图，液冷主导线100的轴线即指：垂直于图1所示的充电线缆的横截面、且穿过图1中液冷主导线100横截面中心点的一条线。通过将液冷主导线100的轴线偏离外护套200的轴线设置，则使得液冷主导线100的至少一侧与外护套200的内壁之间形成有间隙，从而该间隙内可设置地线300，从而保证地线300、液冷主导线100与外护套200三者相互之间具有较为紧凑的结构，避免发生松散的情况。可以理解的是，在液冷主导线100的轴线偏离外护套200的轴线设置时，液冷主导线100的其中一侧距离与其相对的外护套200内壁之间的间隙最大，地线300可设于该间隙内，即地线300设于外护套200内远离液冷主导线100的轴线的一侧，从而在使得地线300具有足够的安装空间的基础上，能进一步使得地线300、液冷主导线100以及外护套200三者之间的结构更加紧凑。

具体地，液冷主导线100远离地线300的一侧可与外护套200的内壁贴合，也可与外护套200之间通过填充件填充。为了进一步缩小充电线缆的直径，可优选将液冷主导线100远离地线300的一侧与外护套200的内壁贴合设置。

如图1所示，本发明技术方案中的地线300可设置成一根，通过一根地线300的设置，则该地线300的直径可设置的相对较大一点，从而可以保证地线300的电学安全性能。

当然，在其他实施例中，地线300还可分为多股，多股地线300可分别绞合在液冷主导线100上，如此设置，则可使得多股地线300分散在液冷主导线100的外周，进而在通过相同载流量的同时可以减小充电线缆的直径。或者地线300还由多股导线通过绞制工艺单独绞合在一起，以形成一根较粗的线缆，如此可以提高地线300的载流能力。

进一步地，如图1所示，充电线缆还包括信号线400，信号线400设于外护套200内。

具体地，信号线400可与第二导线130接触，或者信号线400采用绞合的方式分布于第二导线130外。

当充电线缆用于充电时，充电线缆中的信号线400用以传输充电信号。通过将信号线400设置于第二导线130外，则液冷主导线100的第二冷却通道内的第二冷却液133还可对信号线400进行散热。

进一步地，当充电线缆中设有上述地线300时，信号线400可设于地线300与充电线缆之间，则可使得信号线400能够填充液冷主导线100与地线300之间的空隙，进而使得充电线缆中的各种导线的分布更加紧凑，从而能够减小充电线缆的直径尺寸，便于工作人员进行操作。具体地，信号线400设于地线300与第二导线130之间时，信号线400的外壁可与地线300和第二导线130的外壁均接触，进而避免信号线400、地线300及液冷主导线100组成的整体出现松散的情况。

进一步地，如图1所示，信号线400设有多根，定义液冷主导线100的轴线与外护套200的轴线所确定的平面为分界面，多根信号线400分设于分界面相对的两侧。

信号线400具有多根时，多根信号线400可以为相同类型的信号线400，也可以为不同类型的信号线400。多个信号线400可堆叠设置或者多根信号线400可分别绞合在液冷主导线100上。

可以理解的是，当液冷主导线100的轴线与外护套200的轴线偏离设置时，以液冷主导线100的轴线与外护套200的轴线所确定的平面为分界面，则在分界面相对的两侧，液冷主导线100与外护套200之间均具有一定间隙，多根信号线400散布在分界面相对的两侧的间隙内，从而可以使得充电线缆中各导线的布局更加紧凑，进而避免使用直径过大的外护套200，减小了充电线缆的直径尺寸，更加便于工作人员操作该充电线缆。

本发明还提出一种充电桩，该充电桩包括充电线缆，该充电线缆的具体结构参照上述实施例，由于本充电桩采用了上述所有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。

进一步地，充电桩还包括电源和充电枪，上述的充电线缆连接电源和充电枪。

当需要给电动汽车充电时，工作人员可一手握持充电枪，另一手拉扯充电线缆到合适的位置。由于上述的充电线缆的结构可以使得充电线缆的直径较小，从而能够便于工作人员在拉扯充电线缆时实施该操作。另外，充电桩还包括液泵，液泵与第一液冷管111和第二液冷管132连通，且三者连接成冷却回路，从而在充电过程中，第一液冷管111内的第一冷却液113和第二液冷管132内的第二冷却液133处于流动状态，进而可以将第一导线110和第二导线130产生的热量带走，降低第一导线110和第二导线130的温度，提升充电线缆的载流量，进一步可以使得充电线缆的直径缩小，如此该充电线缆的设置能够实现较好的良性循环。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电线缆，其特征在于，包括液冷主导线，所述液冷主导线包括：

第一导线，所述第一导线包括第一液冷管和包覆在所述第一液冷管外的第一导电层，所述第一液冷管内用以填充第一冷却液；

绝缘层，所述绝缘层包覆于所述第一导电层的外表面；及

第二导线，所述第二导线包括第二导电层和第二液冷管，所述第二导电层包覆在所述绝缘层外，所述第二液冷管套设于第二导电层外；且所述第二液冷管与所述第二导电层之间形成有间隙，所述间隙内用以填充第二冷却液，所述第二冷却液与所述第二导电层接触；所述第一液冷管和所述第二液冷管的其中之一为进液管，其中之另一为出液管。

2.如权利要求1所述的充电线缆，其特征在于，所述第一液冷管、所述第一导电层、所述绝缘层、所述第二导电层及所述第二液冷管同轴设置。

3.如权利要求1所述的充电线缆，其特征在于，所述第一导线和所述第二导线的其中之一为正极线，其中之另一为负极线。

4.如权利要求1所述的充电线缆，其特征在于，所述第一液冷管的材质和所述第二液冷管的材质均为交联聚烯烃、聚酯弹性体、聚四氟乙烯及聚酰胺中的一种或几种的混合。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的充电线缆，其特征在于，所述充电线缆还包括外护套，所述液冷主导线设于所述外护套内。

6.如权利要求5所述的充电线缆，其特征在于，所述充电线缆还包括地线，所述地线设于所述外护套内。

7.如权利要求6所述的充电线缆，其特征在于，所述液冷主导线的轴线偏离所述外护套的轴线设置，所述地线设于所述外护套内远离所述液冷主导线的轴线的一侧。

8.如权利要求5所述的充电线缆，其特征在于，所述充电线缆还包括信号线，所述信号线设于所述外护套内。

9.如权利要求8所述的充电线缆，其特征在于，所述信号线设有多根，定义液冷主导线的轴线与外护套的轴线所确定的平面为分界面，多根所述信号线分设于所述分界面相对的两侧。

10.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的充电线缆。

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