CN115440432A - 一种新型线缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型线缆，包括至少一根导线以及套设在所述导线外周的护套层，所述导线包括导体以及套设在所述导体外周的绝缘层，所述导体内部轴向延伸设置通道，所述通道中穿设至少一根光纤导线。根据本公开的一种新型线缆，通过光纤导线作为信号线使用，避免金属制的信号线，在线缆充电的过程中，作为动力线的导体产生的磁场，电场干扰信号线的信号传输。

Description

一种新型线缆

技术领域

本发明涉及线缆技术领域，更具体地，涉及一种新型线缆。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，电动汽车的续航里程不断提高，电池的容量也越来越大，需要提升充电功率实现快速充电来解决充电速度的问题。提高充电电流是实现大功率充电的常用方法，但线缆的芯线材料自有的电阻会导致线缆整体热耗增大。虽然增大线径可以减小热耗，但增大线径则会导致充电线缆尺寸和重量的提升，而且随着充电电流的进一步增大，单纯增大线缆线径已不可行。

另外，传统充电线缆采用信号线加动力线结构，其都为铜导体。在工作时，动力线大电流经过会产生磁场、电场，严重干扰信号线的信号传输。所以又会对信号线添加屏蔽结构。这样既增加了整体的线缆外径，又增加线缆成本。

因此，如何提供一种避免线缆中设置的信号线免受动力线产生干扰信号的影响，同时可以增加线缆的载流能力，成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新型线缆的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种新型线缆，包括至少一根导线以及套设在所述导线外周的护套层，所述导线包括导体以及套设在所述导体外周的绝缘层，所述导体内部轴向延伸设置通道，所述通道中穿设至少一根光纤导线。

可选地，所述通道内壁与所述光纤导线外壁之间设置间隙，在所述间隙中至少部分流通冷却液。

可选地，所述光纤导线外侧包覆有护套管，所述通道内壁与所述护套管之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

可选地，所述导体为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管，所述支撑管内壁与所述光纤导线外壁之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

可选地，所述导体为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管，所述光纤导线外侧包覆有护套管，所述支撑管内壁与所述护套管之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

可选地，所述间隙的截面积占所述通道内部截面积的2％-45％。

可选地，所述导体数量为多根，至少一根所述导体内部的所述冷却液流动方向与其他所述导体内部的所述冷却液流动方向不一致。

可选地，容纳沿第一方向流动的冷却液的间隙的截面积之和，与容纳沿第二方向流动的冷却液的间隙的截面积之和，相差不超过8％，其中所述第一方向与所述第二方向相反。

可选地，所述冷却液的冷却速率是0.05k/s-5k/s。

可选地，所述冷却液的流动速率为0.5ml/s-50ml/s。

可选地，所述护套管材质为柔性材料。

可选地，所述支撑管材质为柔性材料。

可选地，所述线缆还包括屏蔽层，所述绝缘层外侧包覆有所述屏蔽层，和/或，所述护套的内壁设置有所述屏蔽层；和/或，所述护套的外壁设置有所述屏蔽层。

根据本公开的一种新型线缆，具有如下技术效果：

1、通过光纤导线作为信号线使用，避免金属制的信号线，在线缆充电的过程中，受到作为动力线的导体产生的磁场以及电场干扰金属制信号线的信号传输。

2、通过将光纤导线设置在导体内部的通道中，可以减小线缆的线径。

3、通过在光纤导线与通道内壁之间形成的间隙中，流动冷却液，可对导体起到降温的作用，提高导体载流能力。

4、通过在光纤导线外周设置护套管，起到保护光纤导线的作用，避免光纤导线受到损伤，延长光纤导线的使用寿命。

5、通过在通道内壁设置支撑管，可以避免通道因导体折弯而堵塞，影响冷却液的流通。

6、通过设置屏蔽层，有效防止线缆在工作的过程中产生的电磁，干扰其他控制系统的正常工作。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明的新型线缆优选实施例，其中设置一根导线；

图2为本发明的新型线缆第二实施例，其中，新型线缆未设置屏蔽层；

图3为本发明的新型线缆第三实施例，其中，新型线缆设置屏蔽层；

图4为图3中导线与光纤导线组装后的结构示意图的放大图；

图5为导线与光纤导线组装后的另一结构示意图；

图6为导线与光纤导线组装后的另一结构示意图。

图中标示如下：

1-护套层；2-导线；21-导体；22-绝缘层；23-通道；3-光纤导线；4-护套管；5-间隙；6-支撑管；7-屏蔽层；

D1-第一方向；D2-第二方向。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

根据本公开的一种新型线缆，如图1至图6所示，包括至少一根导线2以及套设在所述导线2外周的护套层1，所述导线2包括导体21以及套设在所述导体21外周的绝缘层22，所述导体21内部轴向延伸设置通道23，所述通道23中穿设至少一根光纤导线3。

具体实施时，通过光纤导线3作为信号线使用，避免金属制的信号线，在线缆充电的过程中，受到作为动力线的导体21产生的磁场以及电场干扰金属制信号线的信号传输。如图1所示，通过将光纤导线3设置在导体21内部的通道23中，可以减小线缆的线径。

根据本公开的一种新型线缆的一实施例中，如图2所示，所述通道23内壁与所述光纤导线3外壁之间设置间隙5，在所述间隙5中至少部分流通冷却液。

具体实施时，通过在光纤导线3与通道23内壁之间形成的间隙5(此处的间隙5可以设定为第一间隙5)中流通冷却液，可对导体21起到降温的作用，提高导体21载流能力。

根据本公开的一种新型线缆的一实施例中，所述光纤导线3外侧包覆有护套管4，所述通道23内壁与所述护套管4之间设置间隙5，在所述间隙5中流通冷却液。

具体实施时，如图6所示，通过在光纤导线3外周设置护套管4，起到保护光纤导线3的作用，避免光纤导线3受到损伤，延长光纤导线3的使用寿命。通道23内壁与所述护套管4之间设置间隙5(此处的间隙5可以设定为第二间隙5)中流通冷却液，可对导体21起到降温的作用，提高导体21载流能力。

如图6所示的导体2与光纤导线3的组合体可以替换图2所示的导体2与光纤导线3的组合体。

如图6所示的导体2与光纤导线3的组合体也可以替换图3所示的导体2与光纤导线3的组合体。

根据本公开的一种新型线缆的一实施例中，如图5所示，所述导体21为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管6，所述支撑管6内壁与所述光纤导线3外壁之间设置间隙5，在所述间隙5中流通冷却液。

具体实施时，由于导体21为多根线芯平行、绞合或编织而成，通过在通道23内壁设置支撑管6，可以避免通道23因导体21折弯或变形而堵塞冷却液的流通，通过冷却液在支撑管6与光纤导线3之间的间隙5(此处的间隙5设定为第三间隙5)内的流通，带走作为动力导线2的导体21在工作过程中产生的热量，提高作为动力导线2的导体21的载流能力。

图5为图2所示的导体2与光纤导线3的组合体中的通道内壁上设置支撑管；图5中的导体2与光纤导线3的组合体可以替换图2所示的导体2与光纤导线3的组合体。图5中的导体2与光纤导线3的组合体也可以替换图3所示的导体2与光纤导线3的组合体。

根据本公开的一种新型线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述导体21为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管6，所述光纤导线3外侧包覆有护套管4，所述支撑管6内壁与所述护套管4之间设置间隙5，在所述间隙5中流通冷却液。

具体实施时，通过在光纤导线3外周设置护套管4，起到保护光纤导线3的作用，避免光纤导线3受到损伤，延长光纤导线3的使用寿命；同时由于导体21为多根线芯平行、绞合或编织而成，通过在通道23内壁设置支撑管6，可以避免通道23因导体21折弯或变形而堵塞冷却液的流通，通过冷却液在支撑管6与光纤导线3外侧的护套管4之间的间隙5(此处的间隙5设定为第四间隙5)内的流通，带走作为动力导线2的导体21在工作过程中产生的热量，提高作为动力导线2的导体21的载流能力。

图4为图3中导线与光纤导线组装后的结构示意图的放大图，图4为在通道23内壁设置支撑管6，光纤导线3外侧设置护套管5；图4中所示的导体2与光纤导线3的组合体也可以替换图2所示的导体2与光纤导线3的组合体。图2中所示的导体2与光纤导线3的组合体也可以替换图3所示的导体2与光纤导线3的组合体。

间隙5的四种实施例，分别设定为第一间隙5，第二间隙5，第三间隙5以及第四间隙5；第一间隙5为光纤导线3与通道23内壁之间的间隙5；第一间隙5中的光纤导线3外侧设置护套管4，护套管4与通道23内壁之间的间隙5为第二间隙5；第一间隙5中的通道23内壁设置支撑管6，支撑管6内壁与光纤导线3外壁之间的间隙5为第三间隙5；第一间隙5中的光纤导线3外侧设置护套管4，通道23内壁设置有支撑管6，支撑管6与护套管4之间为第四间隙。

进一步的，所述间隙5的截面积占所述通道23内部截面积的2％-45％。

发明人为了验证间隙5的截面积占所述通道23内部截面积的百分比对线缆温升的影响，选用多根相同截面积、相同材质、相同长度的新型线缆，并导通相同的电流，只对光纤导线3的线径做出调整，以此调整间隙5的截面积占通道23内部截面积的比值，采用不同间隙5的截面积占通道23内部截面积的比值，在此间隙5中流通冷却液，对线缆进行冷却，并读取各个线缆的温升值，记录在表1中。

实验方法是在封闭的环境中，采用间隙5的截面积占所述通道23内部截面积的不同百分比的线缆，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表1：间隙5的截面积占通道23内部截面积的不同百分比对新型线缆温升的影响

从上表1中可以看出，当间隙5的截面积占通道23内部截面积的百分比小于2％时，新型线缆的温升值不合格，当间隙5的截面积占通道23内部截面积的百分比大于等于2％时，新型线缆的温升值合格，但是，间隙5的截面积占通道23内部截面积的百分比大于45％时，新型线缆的温升没有明显的下降，而且，间隙5的截面积占通道23内部截面积的百分比越大，新型线缆外径越大，或者即使新型线缆的外径不变，通道23中设置的光纤导线3的线径越细，光纤导线3越容易损坏，所以，增大间隙5的截面积占通道23内部截面积的百分比，已失去实际意义，因此，发明人将间隙5的截面积占所述通道23内部截面积的2％-45％。

进一步的，所述导体21数量为多根，至少一根所述导体21内部的所述冷却液流动方向与其他所述导体21内部的所述冷却液流动方向不一致。

具体实施时，通过设置多根导体21，可将导体21分别设置成正极导线2，负极导线2，PE线，设置在各导体21的通道23内的光纤导线3作为信号线。方便新型线缆作为充电线使用时的布线。通过设置多根导线2，将多根导体21内部的间隙5内流通的冷却液的流动方向设置成两个相反方向，其中一个方向作为冷却液的进液管，另一方向作为冷却液的出液管，实现冷却液的导体21内部的循环，以此带走导体21作为正极导线2，负极导线2在工作过程中产生的热量，提高导体21的载流能力，在将此新型线缆作为新能源汽车的充电线使用时，能够缩短充电时间。

进一步的，容纳沿第一方向D1流动的冷却液的间隙的截面积之和，与容纳沿第二方向D2流动的冷却液的间隙的截面积之和，相差不超过8％，其中所述第一方向D1与所述第二方向D2相反。

第一方向D1可以设定为冷却液在进液管中的流动方向，第二方向D2可以设定为冷却液在出液管中的流动方向，作为进液管的间隙5的截面积总和与作为出液管的间隙5的截面积总和之间相差不超过8％，如果相差过大，进液管与出液管单位时间内流通的冷却液的流量相差过大，会出现流过进液管或出液管的冷却液不能充满某一间隙5，不能及时带走导体21在充电过程中产生的热量，防止出现降低新型线缆的载流能力的情况。

如图3所示，第二方向D2为加号形状，表示冷却液的在出液管中流动的方向，第一方向D1为实心圆点形状，表示冷却液在进液管中流动的方向。图3为结构示意图，不对尺寸做具体限制，第一方向D1的间隙截面积的总和，与第二方向D2的间隙截面积的总和相差不超过8％即可。

进一步的，所述冷却液的冷却速率是0.05k/s-5k/s。

发明人为了验证冷却液的冷却速率对新型线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的多组新型线缆，导通相同的电流，冷却液以不同冷却速率通过液冷通道，对新型线缆进行冷却，并读取各个新型线缆的温升值，记录在表2中。

实验方法是在封闭的环境中，将不同冷却速率的新型线缆，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表2：不同的冷却速率对新型线缆温升的影响

从上表2中可以看出，当冷却速率小于0.05℃/min时，新型线缆的温升值不合格，当冷却速率大于等于0.05℃/min时，新型线缆的温升值合格，但是，冷却速率大于5℃/min时，新型线缆的温升没有明显的下降，而且冷却速率越大，对液冷通道的质量要求以及冷却液的流动速率的要求都会进一步提高，而此时新型线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液的冷却速率设定0.05k/s-5k/s。

进一步的，所述冷却液的流动速率为0.5ml/s-50ml/s。

发明人为了验证冷却液在液冷通道中流动速率对新型线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的多组新型线缆，此时，导通相同的电流，冷却液采用不同流动速率通过液冷通道，对新型线缆进行冷却，并读取各个新型线缆的温升值，记录在表3中。

实验方法是在封闭的环境中，将冷却液以不同流动速率流过液冷通道的新型线缆，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表3：冷却液以不同流动速率通过液冷通道对新型线缆温升的影响

从上表3中可以看出，当液冷通道的流动速率小于0.5ml/s时，新型线缆的温升值不合格，当冷却液在液冷通道的流动速率大于等于0.5ml/s时，新型线缆的温升值合格，但是，流动速率大于50ml/s时，新型线缆的温升没有明显的下降，而且流动速率越大，对液冷通道的质量要求以及使冷却液流动的循环泵的质量的要求都会进一步提高，而此时新型线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液在所述液冷通道中流动速率设定为0.5ml/s-50ml/s。

进一步的，所述护套管4材质为柔性材料。

具体实施时，护套管4可以采用薄壁硅胶套管，保护光纤导线3，防止光纤导线3毁坏，延长线缆的使用的使用寿命。

进一步的，所述支撑管6材质为柔性材料。

具体实施时，选用柔性材料制成的支撑管6，可以在新型线缆作为充电线使用的过程中，方便新型线缆的安装以及弯曲。

根据本公开的一种新型线缆的一实施例中，所述线缆还包括屏蔽层7，所述绝缘层22外侧包覆有所述屏蔽层7，和/或，所述护套的内壁设置有所述屏蔽层7；和/或，所述护套的外壁设置有所述屏蔽层7。

通过设置屏蔽层7，有效防止线缆在工作的过程中产生的电磁，防止干扰其他控制系统的正常工作。

如图4，图5，图6以及图2中所示的导体2与光纤导线3的组合体可以替换图3中的导体2与光纤导线3的组合体。图3中的屏蔽层也可以按照以下三种方式设置：

第一种，屏蔽层7可以设置成如图3所示的三种屏蔽层中任意一种即可；

第二种，蔽层7可以设置成如图3所示的三种屏蔽层中任意二种即可；

第三种，屏蔽层7设置成如图3所示三处屏蔽层。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种新型线缆，其特征在于，包括至少一根导线以及套设在所述导线外周的护套层，所述导线包括导体以及套设在所述导体外周的绝缘层，所述导体内部轴向延伸设置通道，所述通道中穿设至少一根光纤导线。

2.根据权利要求1所述的新型线缆，其特征在于，所述通道内壁与所述光纤导线外壁之间设置间隙，在所述间隙中至少部分流通冷却液。

3.根据权利要求1所述的新型线缆，其特征在于，所述光纤导线外侧包覆有护套管，所述通道内壁与所述护套管之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

4.根据权利要求1所述的新型线缆，其特征在于，所述导体为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管，所述支撑管内壁与所述光纤导线外壁之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

5.根据权利要求1所述的新型线缆，其特征在于，所述导体为多根线芯平行或绞合或编织形成，所述通道内壁上设置支撑管，所述光纤导线外侧包覆有护套管，所述支撑管内壁与所述护套管之间设置间隙，在所述间隙中流通冷却液。

6.根据权利要求2-5任一项所述的新型线缆，其特征在于，所述间隙的截面积占所述通道内部截面积的2％-45％。

7.根据权利要求2-5任一项所述的新型线缆，其特征在于，所述导体数量为多根，至少一根所述导体内部的所述冷却液流动方向与其他所述导体内部的所述冷却液流动方向不一致。

8.根据权利要求7所述的新型线缆，其特征在于，容纳沿第一方向流动的冷却液的间隙的截面积之和，与容纳沿第二方向流动的冷却液的间隙的截面积之和，相差不超过8％，其中所述第一方向与所述第二方向相反。

9.根据权利要求7所述的新型线缆，其特征在于，所述冷却液的冷却速率是0.05k/s-5k/s。

10.根据权利要求7所述的新型线缆，其特征在于，所述冷却液的流动速率为0.5ml/s-50ml/s。

11.根据权利要求3或5所述的新型线缆，其特征在于，所述护套管材质为柔性材料。

12.根据权利要求4或5所述的新型线缆，其特征在于，所述支撑管材质为柔性材料。

13.根据权利要求1所述的新型线缆，其特征在于，所述线缆还包括屏蔽层，所述绝缘层外侧包覆有所述屏蔽层，和/或，所述护套的内壁设置有所述屏蔽层；和/或，所述护套的外壁设置有所述屏蔽层。

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