CN114981120A - 电缆组件中的泄漏检测 - Google Patents

电缆组件中的泄漏检测 Download PDF

Info

Publication number
CN114981120A
CN114981120A CN202080093087.5A CN202080093087A CN114981120A CN 114981120 A CN114981120 A CN 114981120A CN 202080093087 A CN202080093087 A CN 202080093087A CN 114981120 A CN114981120 A CN 114981120A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
cable assembly
voltage signal
cooling conduit
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080093087.5A
Other languages
English (en)
Inventor
P-A·福廷
M·J·苏库普
T·莫菲
周全
A·特贾拉蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesla Inc
Original Assignee
Tesla Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesla Inc filed Critical Tesla Inc
Publication of CN114981120A publication Critical patent/CN114981120A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/302—Cooling of charging equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/305—Communication interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/181—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/32—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for indicating defects, e.g. breaks or leaks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • H01B7/423—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

一种电缆组件，包括电缆，该电缆具有第一端和第二端。电缆具有电导体和冷却导管，其中电导体和冷却导管中的每一者从第一端延伸到第二端。冷却导管适于传送冷却电导体的流体。电缆组件包括泄漏检测模块，以检测来自冷却导管的流体的泄漏。泄漏检测模块包括电源，以生成被施加在与流体接触的第一节点处的输入电压信号。泄漏检测模块包括控制器，以监测第一节点处的输出电压信号、并且基于输出电压信号来检测来自冷却导管的流体的泄露。

Description

电缆组件中的泄漏检测
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月15日提交的题为“电缆组件中的泄漏检测”的美国临时专利申请号62/936,254的优先权，该临时专利申请的全部内容在此通过引用并入本文。
背景技术
电动车辆的进步已经增加了对向车辆的可再充电电池输送电力的充电设备的需要。一些这样的应用(诸如大电流快速充电的车辆充电器)被设计为以350安培或更大的连续电流工作。为了更快传递能量并且减少充电时间，电缆组件(包括电缆和充电连接器)应当能够承受高电流负载。通常，通过充电设备的电流越高，所生成的热量就越多。
为了减轻过热生成的问题，可以增加载流导体的横截面以减少损耗。然而，增加这种横截面需要增加电缆横截面，这使得电缆难以处置。可替代地，电缆组件可以包括设置在导体附近的冷却导管。冷却导管可以承载冷却剂流体，该冷却剂流体可以带走导体中生成的热量中的一些或全部热量。然而，冷却剂流体在电缆组件中的存在造成新问题。例如，冷却剂流体可能从冷却导管泄漏并且可能与电缆组件的电导体或屏蔽件接触。这可能导致对电缆以及对充电设备和车辆的损坏。
发明内容
本发明涉及一种电缆组件。在一个实施例中，电缆组件包括电缆，该电缆具有第一端和第二端。该电缆具有电导体和冷却导管，其中电导体和冷却导管中的每一者从电缆的第一端延伸到第二端。冷却导管适于传送冷却电导体的流体。在该实施例中，电缆组件包括泄漏检测模块，以检测来自冷却导管的流体泄漏。泄漏检测模块可以包括电源，以生成施加在与流体接触的第一节点处的输入电压信号。泄漏检测模块包括控制器，以监测该节点处的输出电压信号、并且基于检测到的输出电压信号的改变来检测来自冷却导管的流体的泄露。
在本发明的一些实施例中，提供了一种具有流体冷却电缆的电缆组件。电缆具有第一端和第二端。电缆包括一个或多个电导体和冷却导管，其中电导体和冷却导管中的每一者从第一端延伸到第二端。冷却导管适于传送冷却电导体的流体。电缆组件包括连接器，该连接器附接到电缆第二端。冷却导管形成围绕连接器的手柄内部的流体通道，并且适于冷却连接器。电缆组件包括泄漏检测模块，该泄漏检测模块连接到电缆和连接器。泄漏检测模块包括电源，以生成输入电压信号，其中输入电压信号被施加在与流体接触的第一节点处。泄漏检测模块包括控制器，以监测第一节点处的输出电压信号并且基于所检测到的输出电压信号的改变来检测来自冷却导管的流体的泄露。
附图说明
图1图示了根据本公开的某些实施例的作为电缆组件的一部分的示例性连接器和电缆。
图2示意性地图示了根据本公开的某些实施例的用于电缆组件的泄漏检测模块的示例。
图3图示了根据本公开的某些实施例的泄漏检测模块的各个节点处的示例性电压波形。
图4图示了根据本公开的某些实施例的电缆组件的示例性横截面。
图5图示了根据本公开的某些实施例的连接器的透视图。
通过参考下面的具体实施方式可以最好地理解本公开的实施例及其优点。应当领会，相同的附图标记用于标识在附图中的一个或多个附图中图示的相同元件，其中的示出是为了说明本公开的实施例，而非为了限制本公开。
具体实施方式
实施例的以下具体实施方式呈现本发明的特定实施例的各种描述。然而，本发明可以以多种不同方式实施。在本说明书中，参考附图，其中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。应当理解，图中所示的元件不必按比例绘制。而且，应当理解，某些实施例可以包括多于附图中所示的元件和/或附图中所示的元件的子集。进一步地，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。
概括地说，本发明的一个或多个方面涉及包括泄漏检测模块的电缆组件。说明性地，泄漏检测模块可以允许检测用于对电动车辆进行充电的电缆组件中的冷却剂流体的泄漏。在检测到泄漏时，泄漏检测模块可以警告用户，使得用户停止使用电缆对车辆进行充电。在一些配置中，泄漏检测模块可以自动停止连接到电缆组件的电源向电缆供电。因此，泄漏检测可以有助于避免由于冷却剂流体与电导体之间的接触而引起的电缆组件中的故障，并且提高使用这种电缆组件的安全性。尽管在电动或混合动力车辆的充电环境中，对电缆组件的各个方面进行了描述，但电缆组件还可以用于可以允许使用这种流体冷却电缆的任何其他应用领域。
图1图示了充电器组件100的示例，该充电器组件100具有横向延伸通过组件100的电缆102。电缆102可以具有至少一个电导体104，该至少一个电导体104被配置为用于传输电力。在一些实施例中，电缆102可以终止于连接到连接器外壳108(本文中为了可见而移除其一部分)的连接器尖端106。连接器尖端106可以被设计为与电源入口兼容，因此可以根据用于电连接器的一个或多个标准而被配置。电缆102可以形成连接器尖端106与电源(例如，发电机或电网)之间的连接。电缆102可以具有第一端和第二端，使得电缆102的第一端耦合到电源而第二端耦合到连接器尖端106。在一些实施例中，连接器尖端106和连接器外壳108可以制造为单个件。在其他实施例中，连接器尖端106和连接器外壳108可以被制造为分开的件。
手柄(未示出)可以部分或完全围合连接器尖端106和/或连接器外壳108。手柄也可以部分围合电缆102。手柄可以被设计为由人握持，诸如当将连接器尖端106插入电源入口时、以及当从电源入口移除连接器尖端106时。
在某些实施例中，充电器组件100可以用于对电动车辆或混合电动车辆进行充电。电动车辆可以包括用于在地面上推进车辆的电动传动系(未示出)。电动车辆可以包括能量储存设备(未示出)，该能量储存设备用于将能量供应到用于推进电动车辆的电动传动系。能量储存设备可以是一个或多个电池单元的集合。在一些实施例中，能量储存设备可以是可以适用于本公开的各个方面的任何其他能量储存装置。电动车辆可以包括充电入口，该充电入口被配置为将连接器尖端106接纳在用于对能量储存设备进行充电的入口或插座中。充电入口可以内部地连接到能量储存设备，使得电能可以通过充电入口被供应到能量储存设备。在一些实施例中，充电入口可以与连接器尖端106互锁，使得电缆102可以在没有来自人员的支持的情况下被稳固。
电缆102可以包括冷却导管110。冷却导管110可以用于沿着导体104的长度传送流体(例如，冷却剂)，以便移除由电能在导体104内流动生成的热量中的一些热量或全部热量。这种流体或其他传热介质的示例可以包括但不限于水、空气、油、相变材料和其他化学品。例如，可以选取具有足够热容量的非降解流体来冷却导体104。用于冷却导管110的材料可以基于其热导率、柔性和耐久性来选取。
在一些实施例中，冷却导管110可以在电源处或附近在电缆102的第一端处开始，并且在连接器尖端106处或附近折回以返回到电缆102的第一端。在这样的实施例中，冷却导管110可以是单个管子，使得流体在两个方向上沿着同一路径行进。流体可以从电缆102的第一端朝向连接器尖端106泵送，储存在连接器尖端106处或附近的内部插座中直到所有流体都在插座中，然后从连接器尖端106朝向电缆102的第一端泵回。在其他实施例中，冷却导管110可以在连接器尖端106处或附近具有U形转弯，以反转流体的流动方向。通过这种和类似的实现方式，冷却导管110可以沿着电缆102的基本整个长度并且在连接器尖端106内提供连续的循环冷却。如此，流体可以返回到提供流体的系统，诸如冷却系统的贮存器。因此，流体的路径可以为圆形，从而在电缆102的一侧上朝向连接器尖端106流动、并且在电缆102的不同侧上朝向贮存器流动。在某些实施例中，U形转弯可以发生在连接器尖端106的外部。例如，在其中流体在充电期间被馈送到电动车辆中、以便在充电操作期间提供冷却的实现方式中，流体可以经由U形转弯通过该同一个连接器尖端106而离开车辆。在其他实现方式中，可以提供流体的单向流动。例如，附接到电动车辆(或其他设备)的充电入口的连接器尖端106还可以具有耦合到车辆的流体贮存器的流体入口。如此，该布置可以用于补充车辆的流体贮存器中的流体。在其他实施例中，流体可以从电缆102流入到车辆中，然后从车辆返回到电缆的起点。
图2示意性地图示了根据本公开的某些实施例的电缆组件200的泄漏检测系统。电缆组件200可以包括具有冷却导管204(以横截面示出)的电缆202。电缆202可以由被接地的屏蔽件206覆盖。电缆组件200可以包括电子泄漏检测模块208，该电子泄漏检测模块208被编程和配置为检测来自冷却导管204的流体的泄漏。泄漏检测模块208可以监测在冷却导管204中循环的流体的一个或多个电气特性的改变以检测泄漏。例如，如果所泄漏的流体与低压源(例如，接地导体或屏蔽件206)或高压源(例如，高压导体)接触，则流体电气特性可能发生改变。
继续参考图2，泄漏检测模块208可以包括电源210，该电源生成要施加到流体的输入电压信号。在一些实施例中，电源210可以生成在最大电压(Vcc)与最小电压(Vss)之间交替的交流(AC)电压信号。在其他实施例中，电源210可以生成预定电压的直流(DC)电压信号。输入电压信号可以通过如图2所示的电阻R1施加到流体。在一些实施例中，电阻R1可以是来自电阻器的阻抗。在其他实施例中，电阻R1可以是来自其他电气部件的阻抗。为了监测流体的电气特性，可以在冷却导管204内的预定位置处限定一个或多个监测节点212、214。当输入电压信号被施加到节点212、214时，一个或多个监测节点212、214可以与流体接触并且使流体极化。与仅使用单个监测节点相反，使用两个节点可以改善冗余并且提供更大接触，以使流体极化。然而，应当认识到，在本发明的范围内可以仅使用一个节点，并且无需两个节点来监测流体的电气特性。可以选择监测节点212、214的位置，以便创建用于监测流体的电气特性的最佳几何形状，同时使节点212、214之间的距离最小。在一些实施例中，可以仅使用监测节点212、214中的一个监测节点来使流体极化、并且监测流体的电气特性。
在一些实施例中，可以提供测试节点216(图2中所示)，以经由电阻R2模拟流体的泄漏。在一些实施例中，电阻R2可以是来自电阻器的阻抗。在其他实施例中，电阻R2可以是来自其他电气部件的阻抗。电阻R2可以连接到一个或多个开关218、220，其允许电阻R2交替地与泄漏检测模块208和地线连接。如本文中所详述的，改变电阻R2连接可以使得泄漏检测模块208在自检模式与正常操作模式之间交替。
参考图2，泄漏检测模块208可以包括缓冲器222，其与监测节点212、214和地线连接。缓冲器222可以监测节点212、214处的输出电压信号。流体的阻抗可以用作电源210与地线之间的分压器。
泄漏检测模块208可以包括控制器224，以检测来自冷却导管204的流体的泄漏。控制器224可以从电源210接收输入电压信号。进一步地，控制器224可以从缓冲器222接收输出电压信号。在一些实施例中，缓冲器222可以在控制器224内实现。控制器224可以确定与输出电压信号相关联的电压，诸如峰-峰输出电压或最大输出电压。为了检测泄漏，控制器224可以监测输出电压的衰减、输出电压信号的峰-峰输出电压或最大输出电压。在一些实施例中，控制器224可以通过计算在固定时间间隔(例如，5秒)之后测量的幅度之间的差异，从而重复计算输出电压信号的幅度的变化。当所测量的幅度(例如，峰-峰输出电压或最大输出电压)下降超过预定阈值电压降时，控制器224可以标识泄漏。在一个实施例中，可以将阈值选择得足够高，使得峰-峰电压的细微变化或最大电压的细微变化不会被检测为流体的泄漏。
控制器224可以为电缆组件200的用户或操作员生成泄漏的指示。指示可以是视觉指示、音频指示或触觉指示。在接收到该指示时，用户可以停止通过电缆组件200传输电力，以避免任何故障并且使相关风险最小化。在一些实施例中，控制器224可以在检测到泄漏时自动采取动作(例如，停止对电动车辆进行充电)。
在一些实施例中，泄漏检测模块208可以在自检模式和正常操作模式中的一种模式下操作。如图2所示，可以提供开关218、220，以通过改变电阻R2的连接在自检模式与正常操作模式之间切换。在自检操作模式下，控制器224可以打开将电阻R2连接到泄漏检测模块208的开关218，并且闭合将电阻R2连接到地线的开关220。因此，测试节点216可以经由电阻R2连接到地线，以模拟引起流体与屏蔽件206接触的泄漏。具体地，电阻R2可以与流体的阻抗串联，从而导致缓冲器222所感知的阻抗增加。由于阻抗增加，所以与正常操作模式下的幅度相比，输出电压信号的幅度可能减小。在另一实施例中，系统可以通过闭合两个开关218、220来执行自检。在该实施例中，缓冲器的输入可以连接到地线，并且可以允许系统确认开关218、220正在正常运转。
在正常操作模式下，控制器224可以闭合将电阻R2连接到泄漏检测模块208的开关218，并且打开将电阻R2连接到地线的开关220。在正常操作模式下、并且当不存在流体泄漏时，电阻R2可以与流体的阻抗并联连接，并且缓冲器222所感知到阻抗没有实质改变。因此，与输出电压信号相关联的峰-峰电压或最大电压可以维持基本恒定的电平。测试节点216可以通过打开两个开关218、220而从电缆组件200移除。
图3图示了本公开的示例性实施例中的电压信号波形。波形302描绘由电源210生成的输入电压信号。波形302可以在最大电压(Vcc)与最小电压(Vss)之间交替。波形304示出了当没有流体泄漏时、在泄漏检测模块208的正常操作模式下监测节点212、214处的输出电压信号。波形306示出了在泄漏情况下、监测节点212、214处的输出电压信号。如本文中所描述的，泄漏场景中的输出电压的幅度可能小于非泄漏场景中的输出电压的幅度。当所测量的幅度下降超过预定阈值电压降时，泄漏检测模块208可以标识泄漏。可以把阈值选择得足够高，使得峰-峰电压中的细微变化不会被检测为流体的泄漏。
图4图示了根据本公开的某些实施例的示出了多组导体402404和冷却导管110的电缆组件400的示例性横截面视图。电缆组件400可以包括屏蔽件206内的高压导体402、低压导体404和冷却导管110。
高压导体402和低压导体404可以具有一种或多种绝缘材料，该一种或多种绝缘材料包围各自外部以提供电绝缘。冷却导管110内部具体具有一个或多个通道，以允许流体在至少一个方向上流动。通常，由冷却导管110提供的冷却可以允许电缆102被制成外护套406的直径比其他情况下的直径小。进一步地，电缆组件400可以包含接地导体408和一个或多个附加构件，诸如信号电缆和/或填充材料。为了清楚起见，电缆部件被示为彼此具有一定间隔，其中应当理解，在一些实现方式中，部件可以完全填充外护套406的内部。
如图4所示，冷却导管110可以靠近导体402、404放置。因此，冷却导管110可以向导体402、404中的每个导体提供冷却。
图5示出了驻留在连接器500内的泄漏检测模块208的示例。泄漏检测模块208可以包括热耦合到高压插口508的印刷电路板组件(PCBA)502。在某些实施例中，PCBA 502为两部分结构。PCBA的第一部分504可以耦合到高压插口508，使得PCBA的第一部分504位于高压插口508的电气插口的顶部上。PCBA的第二部分506可以通过刚性-柔性PCB结构或其他类似互连连接到PCBA的第一部分504。PCBA的第二部分506可以容纳辅助部件，诸如但不限于用于温度感测应用的热敏电阻器。PCBA 502的两部分结构允许将电线更有效地布线到每个高压插口508。PCBA 502可以包括泄漏检测模块208的各种部件，诸如电源210、缓冲器222和控制器224。在某些实施例中，PCBA 502可以包括用于收集与电缆组件200相关联的温度数据的一个或多个温度传感器(未示出)。在一些实施例中，翼状物510可以存在于歧管周围。翼状物510可以由导电材料制成，并且增加接地连接面积以检测泄漏。翼状物510可以是PCBA502的一部分，但并非必不可少。可以至少部分基于冷却剂最可能在有故障的充电器组件泄漏或汇集在该有故障的充电器组件中的位置，来选择翼状物510的位置。
前述公开内容并非旨在将本公开内容限制为所公开的使用的精确形式或特定领域。因此，鉴于本公开，无论在本文中是否明确描述或暗示，本公开的各种备选实施例和/或修改均有可能。已经如此描述了本公开的实施例，本领域普通技术人员将认识到，在没有背离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上做出改变。因此，本公开仅由权利要求限定。
在前述说明书中，已经参考具体实施例对本公开进行了描述。然而，如所属领域的技术人员应当领会，可以在没有本发明的精神和范围的情况下以各种其他方式修改或以其他方式实施本文中所公开的各种实施例。因而，本说明书应被认为是说明性的，并且用于教导本领域技术人员制造并使用所公开的电缆组件的各种实施例的方式。应当理解，本文中所示出和描述的公开内容的形式应被视为代表性实施例。等同元件、材料、过程或步骤可以替代本文中代表性示出和描述的元件、材料、过程或步骤。而且，可以利用本公开的某些特征，而与其他特征的使用无关，所有这些对于受益于本公开的本说明书之后的本领域技术人员而言均为显而易见。用于描述并要求保护本公开的诸如“包含(including)”、“包括(comprising)”、“并入(incorporating)”、“由……组成(consisting of)”、“具有(have)”、“是(is)”之类的表述旨在以非排他性的方式(即，允许还存在未明确描述的项、部件或元件)来解释。对单数的引用也被解释为涉及复数。
进一步地，本文中所公开的各种实施例要以说明性和解释性意义来理解，并且决不应解释为对本发明的限制。所有结合参考(例如，附接、附着、耦合、连接等)仅用于帮助读者理解本公开，并且不会产生限制，特别是关于本文中所公开的系统和/或方法的位置、方位或使用的限制。因此，结合参考(如果有)要以广义方式进行解释。而且，这种结合参考不一定暗指两个元件直接彼此连接。
附加地，诸如但不限于“第一”、“第二”、“第三”、“主要”、“次要”、“主”或任何其他普通和/或数字术语的所有数字术语也应仅被视为标识符，以帮助读者理解本公开的各种元件、实施例、变型和/或修改，并且不会产生任何限制，特别是关于任何元件、实施例、变型和/或修改相对于或由于另一元件、实施例、变型和/或修改的次序或偏好。
还应当领会，附图中所描绘的一个或多个元件还可以以更分开或集成的方式来实现，或甚至在某些情况下被移除或呈现为不可操作，就如对于根据特定应用有用一样。附加地，除非另有具体说明，否则附图中的任何信号影线应被认为仅为示例性的，而非限制性的。

Claims (20)

1.一种电缆组件，包括：
电缆，具有第一端和第二端，所述电缆包括电导体和冷却导管，其中所述电导体和所述冷却导管中的每一者从所述第一端延伸到所述第二端，其中所述冷却导管适于传送冷却所述电导体的流体；以及
泄漏检测模块，耦合到所述电缆，所述泄漏检测模块包括：
电源，生成输入电压信号，其中所述输入电压信号被施加在与所述流体接触的第一节点处；以及
控制器，被配置为用于监测所述第一节点处的输出电压信号、并且基于所述输出电压信号来检测来自所述冷却导管的所述流体的泄漏。
2.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述流体具有导电性。
3.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述冷却导管被配置为将所述流体从第一端输送到所述第二端，然后从所述第二端输送到所述第一端。
4.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述输入电压信号是交流(AC)电压信号。
5.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述输入电压信号还施加在与所述流体接触的第二节点处。
6.根据权利要求1所述的电缆组件，其中当所述输出电压信号的峰-峰电压降超过预定阈值电压降值时，所述控制器检测到所述流体的所述泄漏。
7.根据权利要求1所述的电缆组件，其中当所述输出电压信号的最大电压降超过预定阈值最大电压值时，所述控制器检测到所述流体的所述泄漏。
8.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述控制器在检测到所述流体的所述泄漏时还提供以下各项中的至少一项：视觉指示、音频指示或触觉指示。
9.根据权利要求1所述的电缆组件，还包括连接器，所述连接器附接到所述电缆的所述第二端，其中所述冷却导管形成围绕所述连接器的手柄的内部的流体通道。
10.根据权利要求1所述的电缆组件，其中所述电缆组件用于从电源对电动车辆进行充电。
11.根据权利要求10所述的电缆组件，其中所述控制器在检测到所述流体的所述泄漏时自动停止对所述电动车辆进行充电。
12.一种电缆组件，包括：
电缆，具有第一端和第二端，所述电缆包括电导体和冷却导管，其中所述电导体和所述冷却导管中的每一者从所述第一端延伸到所述第二端，其中所述冷却导管适于传送冷却所述电导体的流体；以及
连接器，附接到所述电缆的所述第二端，其中所述冷却导管形成围绕所述连接器的手柄的内部的流体通道、并且适于冷却所述连接器；以及
泄漏检测模块，耦合到所述电缆和所述连接器，所述泄漏检测模块包括：
电源，用于生成输入电压信号，其中所述输入电压信号被施加在与所述流体接触的第一节点处；以及
控制器，被配置成用于监测所述第一节点处的输出电压信号、并且基于所述输出电压信号来检测来自所述冷却导管的所述流体的泄漏。
13.根据权利要求12所述的电缆组件，其中所述电缆组件用于从电源对电动车辆进行充电。
14.根据权利要求13所述的电缆组件，其中所述控制器在检测到所述流体的所述泄漏时自动停止对所述电动车辆进行充电。
15.根据权利要求12所述的电缆组件，还包括开关，所述开关连接到第二节点，其中所述第二节点与所述流体接触，并且其中所述开关能够被配置为模拟所述流体的所述泄漏。
16.根据权利要求12所述的电缆组件，其中所述流体具有导电性。
17.根据权利要求12所述的电缆组件，其中所述冷却导管被配置为将所述流体从所述第一端输送到所述第二端，然后从所述第二端输送到所述第一端。
18.根据权利要求12所述的电缆组件，其中所述控制器在检测到所述流体的所述泄漏时还提供以下各项中的至少一项：视觉指示、音频指示或触觉指示。
19.根据权利要求12所述的电缆组件，其中当所述输出电压信号的峰-峰电压降超过预定阈值电压降值时，所述控制器检测到所述流体的所述泄漏。
20.根据权利要求12所述的电缆组件，其中当所述输出电压信号的最大电压降超过预定阈值最大电压值时，所述控制器检测到所述流体的所述泄漏。
CN202080093087.5A 2019-11-15 2020-11-13 电缆组件中的泄漏检测 Pending CN114981120A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962936254P 2019-11-15 2019-11-15
US62/936,254 2019-11-15
PCT/US2020/060528 WO2021097298A1 (en) 2019-11-15 2020-11-13 Leak detection in a cable assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114981120A true CN114981120A (zh) 2022-08-30

Family

ID=73740611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080093087.5A Pending CN114981120A (zh) 2019-11-15 2020-11-13 电缆组件中的泄漏检测

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11548398B2 (zh)
EP (1) EP4058321A1 (zh)
JP (1) JP2023503848A (zh)
KR (1) KR20220099111A (zh)
CN (1) CN114981120A (zh)
AU (1) AU2020381521A1 (zh)
MX (1) MX2022005887A (zh)
WO (1) WO2021097298A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH715611B1 (de) * 2018-12-05 2022-05-13 BRUGG eConnect AG Anschlusselement zum elektrischen Anschliessen einer fluidkühlbaren Einzelleitung, fluidkühlbare Einzelleitungseinheit und Ladekabel.

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012170942A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 Nxstage Medical Inc. Electrical safety methods, devices, and systems for medical treatment devices
US9853330B2 (en) * 2012-07-10 2017-12-26 GM Global Technology Operations LLC Enhanced conductive fluid sensor for HV liquid cooled battery packs
FR3011075A1 (fr) * 2013-09-24 2015-03-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif de detection de fuite et revetement comportant ce dispositif de detection
US9321362B2 (en) * 2014-02-05 2016-04-26 Tesia Motors, Inc. Cooling of charging cable
US9702917B2 (en) * 2014-06-17 2017-07-11 Ford Global Technologies, Llc Detection of and response to second leakage detection circuit
DE202015009532U1 (de) * 2015-11-19 2018-02-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Leitungsanordnung
CN108701513B (zh) * 2016-02-01 2020-09-29 胡贝尔和茹纳股份公司 缆线组合件
DE102016118193A1 (de) * 2016-09-27 2018-03-29 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Elektrisches Kabel mit einer Kühlmittelleitung
KR20180096259A (ko) * 2017-02-21 2018-08-29 엘에스전선 주식회사 전기차 충전용 케이블
US20210148779A1 (en) * 2017-06-15 2021-05-20 Mikrodust Ab A system and a method for detecting moisture comprising a cable, a cable for detecting moisture and a moisture detection device
US11788918B2 (en) * 2020-06-18 2023-10-17 Trevillyan Labs, Llc Fluid detection fabric

Also Published As

Publication number Publication date
EP4058321A1 (en) 2022-09-21
US20210148780A1 (en) 2021-05-20
US20230150377A1 (en) 2023-05-18
WO2021097298A1 (en) 2021-05-20
JP2023503848A (ja) 2023-02-01
US11919411B2 (en) 2024-03-05
US11548398B2 (en) 2023-01-10
AU2020381521A1 (en) 2022-06-02
MX2022005887A (es) 2022-08-22
KR20220099111A (ko) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111936347B (zh) 液体冷却充电连接器
CN109720227B (zh) 充电插头和用于汽车的充电站
US10902977B2 (en) Cable assembly
EP3103173B1 (en) Cooling of charging cable
US20190221330A1 (en) Electric cable having a coolant line
CN103022394B (zh) 蓄电池组
US11919411B2 (en) Leak detection in a cable assembly
US20220144111A1 (en) Heavy-current charging cable for charging an electric vehicle
JP2010239827A (ja) 電動車両用充電器および地絡検出方法
CN102998508B (zh) 用于测量高电压电池的装置和方法
CN216424104U (zh) 用于充电插接连接部的接触组件、充电装置和机动车
CN116057646A (zh) 冷却的充电电缆
CN107005130A (zh) 具有对绕组系统进行短路识别的报告系统的机电机器
EP4371806A1 (en) Electric vehicle charging connector and electric vehicle charging assembly including same
JP2023178953A (ja) エネルギーデバイス制御システム
GB2577256A (en) Battery assembly

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40079297

Country of ref document: HK