CN116057646A - 冷却的充电电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于例如电动车辆的充电电缆的单管线，以及一种具有这种单管线的充电电缆。单管线(10)的一个示例性实施例具有：冷却软管(12)，冷却介质(14)可以在其中被引导，以及至少一根非绝缘电导线(16)，该至少一根非绝缘电导线(16)与冷却软管(12)处于导热连接中，使得至少一根非绝缘电导线(16)可以被冷却剂(14)冷却。

Description

冷却的充电电缆

本发明涉及一种用于电动车辆的充电电缆的单管线，以及具有这种单管线的充电电缆。

电动车辆通常使用充电电缆在充电站充电。这种充电电缆通常在一端连接到充电站，并且可以连接到电动车辆上进行充电操作。为电动车辆(电动汽车)充电的最大充电功率取决于多个因素，例如电动汽车的充电功率、充电站和充电电缆。

电动车辆可以使用交流电(AC)(也可以使用三相电流作为特殊交流电)和/或直流电(DC)充电。电网提供的电力始终是交流电。然而，电池(如电动车辆中的电池)只能储存直流电。因此，充电需要将交流电转换为直流电。

这种转换的一种可能性是在电动车辆本身中转换。在这种情况下，必要的转换器/整流器位于车辆中。在这种情况下，只有交流电通过充电电缆从充电站传输到车辆。转换器通常采用车载充电器的形式或作为车载充电器的一部分，在车辆中将交流电转换为直流电并为车辆的电池/蓄电池充电。大多数电动车辆都适合用交流电充电。根据安装的充电器，交流充电功率可能会有所不同。例如，有些车辆仅充电3.7kW(千瓦)。其他车辆可以充电高达22kW，因此速度更快。一般来说，今天的交流充电器提供16A(3.7kW)和63A(43kW)之间的不同范围。由于所需时间较长，交流电充电适合在家中或工作场所为汽车充电几个小时。

当用直流电给电动车辆充电(简称DC充电)时，为了电动汽车的快速充电(简称快速充电)，转换器/整流器可以在充电站本身找到。在这种情况下，转换由充电站中的转换器/整流器或车辆外部的直流充电器完成。这意味着，在使用直流电充电时，充电站中的整流器将电流直接转换，然后通过充电电缆为电动车辆的电池充电。这意味着直流电通过充电电缆从充电器传输到车辆并直接供给车辆蓄电池/车辆电池，绕过车辆中的任何转换器/整流器。车辆不需要集成的设备以将交流电转换为直流电。因此，所使用的充电电缆必须能够传输直流电。根据充电类型，充电电缆的插头也不同。所谓的快速充电站可实现高充电功率(具体取决于车辆)，例如高达50kW、高达70kW甚至高达250kW。直流充电站和直流充电器通常位于高速公路附近或公共充电站，在此没有太多时间充电。

除了电动车辆和充电站外，还有其他因素会影响最大充电功率，例如电池的温度和充电水平。

除了电池的温度，充电电缆的温度也会影响充电功率，从而影响充电过程的持续时间。一般来说，高充电功率的充电系统会导致强烈的发热。尤其是横截面较小的充电电缆可能会出现问题。通常情况下，较小的横截面将无法传输必要的功率，因为它们会因电流负载而过快升温。这可能会导致在一段时间后超过EN 50620或IEC 62893规定的最大允许导线温度。充电过程可能不得不中断或中止。此外，电缆在其使用寿命期间会损坏。

此外，充电电缆的表面温度也可能升至IEC 117的限值以上，并可能导致用户在触摸/处理充电电缆时受伤。因此，充电过程中产生的热能必须借助冷却管路等进行消散。目前的一种方法是将软管集成到电缆结构中，从而消除电缆中的热量。冷却软管中的介质可以是气态或液态。通常，导热液体(例如水-乙二醇混合物)越来越多地用于热管理过程中的冷却。

为了消除这些问题，还考虑从电缆设计中移除冷却软管。然而，这将导致使用传统的计算方法来确定管线尺寸，从而导致明显更大的导线横截面。因为只有传统尺寸的导线横截面(例如根据VDE 0298-4)才能在不冷却的情况下承载大电流负载，而不会显著加热电缆。然而，这种方法导致充电电缆笨重，如果没有额外的技术支持(例如起重机或桥式起重机)，这些电缆将无法正常运行。

目前可用的充电电缆冷却解决方案在冷却性能方面并不是最佳的，因为冷却软管接触绝缘导线并因此承受了热传递。然而，绝缘尤其阻碍了有效的热传递，从而阻碍了热量的消散，因为在电缆横截面中集成了附加的冷却软管，导致必须克服另一个阻挡层才能将热量带走。还有软管套软管解决方案，但由于不同软管的复杂连接技术，使得这些方案并非最佳。

EP 3 624 141 A1披露了用于充电电缆的单管线和具有这种单管线的充电电缆。单管线包括纵向扩展的开放支撑结构、由多根导线组成的导线编织体、以及绝缘体。导线编织体沿其长度方向直接包围开放式支撑结构。绝缘体包裹着开放支撑结构和导线编织体。有至少一条通道用于冷却流体。该通道由支撑结构和导线编织体形成。支撑结构和导线编织体可被冷却流体渗透。绝缘体不可被冷却流体渗透、是电绝缘的。存在导线编织体与冷却流体直接接触。

现有技术中已知的充电电缆有时充电功率不足和/或有时冷却性能不足和/或使用的冷却介质受限。现有技术已知的另一个充电电缆相关缺点是由于额外插入冷却软管造成的大横截面。

因此，有必要提供一种可以灵活使用的单管线和相关的具有高充电功率的充电电缆。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于充电电缆的单管线。充电电缆可设计为用于电动车辆的充电电缆。单管线具有冷却软管。冷却介质可以在冷却软管中被引导。单管线还具有至少一根非绝缘电导线。该至少一根非绝缘电导线与冷却软管导热连接，使得该至少一根非绝缘电导线可以被冷却介质冷却。

与至少一根非绝缘电导线相关的“非绝缘”是指它不是电绝缘的。导热连接可以理解为电导线和冷却软管之间的直接或间接导热连接。通过导热连接可以建立冷却软管(更准确地说，可以在冷却软管中引导的冷却介质)和非绝缘电导线之间的导热交换。由于导热连接，电导线产生的热量可以通过在冷却软管中可被引导或已被引导的冷却介质消散，即电导线可以例如通过导热连接而被冷却介质(是在冷却软管中可被引导或已被引导的冷却介质)直接冷却，而不会有电导线周围的绝缘体损害热传递和/或散热。

根据第一可能的示例性实施例，所述至少一根非绝缘电导线可以具有多根彼此不绝缘的电导线或者可以被设计为多根彼此不绝缘的电导线。换句话说，根据第一可能的示例性实施例，所述单管线可以具有多根彼此不绝缘的电导线(下文通常仅简称为“多根电导线”或“电导线”)。所述多根电导线可以在冷却软管的圆周方向上围绕冷却软管设置。

电导线围绕冷却软管的设置有效地冷却电导线。用于充电电缆的单管线和相应的充电电缆因此可以以高充电功率运行而不会引起过热。电导线具有比对应的单根导线更大的表面积。结果，电导线的冷却是高效的。冷却介质可以是，例如，液态或气态的。

多根电导线可以与冷却软管直接接触。例如，电导线可以与冷却软管的外侧/外表面直接接触。这导致电导线的特别有效的冷却。多根电导线可以与冷却介质间接接触。例如，多根电导线可以通过冷却软管与冷却介质分开。

电导线和冷却介质之间的间接接触导致电导线，例如这种导线的铜，不直接被冷却液包围。以此方式，避免了由于冷却介质和电导线之间的直接接触而导致的问题或风险。此外，冷却介质不必是绝缘的并且不必确保没有导电颗粒进入冷却回路，例如通过热交换器等进入冷却回路。此外，可以优化冷却介质的环境兼容性。

多根电导线可以围绕冷却软管相互绞合、相互编织或不相互绞合。通过围绕冷却软管编织或绞合设置，可以更有效地冷却电导线。如果电导线不绞合在冷却软管周围，则设计会特别简单。

根据第二可能的示例性实施例，所述至少一根非绝缘电导线可以设置在冷却软管中。例如，所述至少一根非绝缘电导线可以设置在冷却软管内部。所述至少一根非绝缘电导线例如可以设计为单根电导线或单根导线。

所述至少一根非绝缘电导线可以与冷却介质直接接触。在这种情况下，冷却介质可以设计为电绝缘的(即，作为不导电的冷却介质)。由于冷却介质与所述至少一根非绝缘电导线之间的直接接触，可以特别高效地冷却所述至少一根电导线。所述至少一根非绝缘的电导线可以与冷却软管间接接触。电导线可以设计为实心导线或柔性利兹线(Litze)。利兹线可以具有多根(非绝缘)单根导线或单根电线，或者由多根(非绝缘)单根导线或单根电线组成。

冷却软管一般可以是沿充电电缆的纵向延伸的本体。本体可具有空腔，冷却介质(也可称为冷却剂)可在其中循环。冷却软管不限于一种具体横截面。冷却软管可以具有例如圆形、方形或椭圆形横截面。冷却软管可以采用空心圆柱体的形式，但不限于这种形式。冷却软管例如沿着单管线的全长延伸。冷却软管设计为柔性的，即尤其不是刚性的。冷却软管例如是可弹性弯曲或可变形的。

冷却软管可以被设计成对于冷却介质至少几乎是密封的或者不可渗透的。为此，冷却软管例如可以在纵向和圆周方向上完全封闭。例如，冷却软管可以具有护套，使得冷却软管在其内部形成用于接收冷却介质的空腔。护套可以设计成对于冷却介质至少几乎是密封的或不能渗透的。这样，冷却介质可以在空腔内循环，但至少几乎不会穿透护套。在根据第一示例性实施例的单管线的情况下，被设置在冷却软管周围(例如冷却软管的护套周围)的电导线，在冷却软管、特别是冷却软管的护套处于完好无损的状态时，不与冷却介质接触。因此，原则上可以使用任何冷却介质。因此，在冷却软管未损坏的情况下，在根据第一示例性实施例的单管线的情况下，冷却介质与电导线之间没有接触，因此冷却介质与电导线之间的接触不会有问题。

在根据第一示例性实施例的单管线的情况下，冷却软管的护套可以包围冷却介质。电导线可以位于护套的外部，例如在护套的外侧/外表面上。在根据第二示例性实施例的单管线的情况下，冷却介质和所述至少一根电导线都可以被护套包围。

所述至少一根电导线，例如多根电导线，可以是铜导线的形式。由于铜的高导电性，当所述至少一根电导线被设置为铜导线时，充电电缆的充电功率可以很高。

单管线还可以具有绝缘体。绝缘体可以包围所述至少一根电导线和冷却软管。在第一示例性实施例的情况下，绝缘体可以直接包围多根电导线。例如，在第一示例性实施例的情况下，绝缘体可以围绕多根电导线和被多根电导线包围的冷却软管。例如，在根据第一示例性实施例的单管线的情况下，绝缘体可以与电导线直接接触。例如，在根据第一示例性实施例的单管线的情况下，绝缘体可以与冷却软管(例如冷却软管的外侧/外表面)直接接触。

所述至少一根电导线，例如多根电导线，可以形成直流引线(Gleichstromader)。直流引线用于在充电电缆中传输直流电。例如，直流引线可以是充电电缆中传输直流电所需的(两根)直流引线之一。

根据第二方面，提供了一种充电电缆。充电电缆被设计为例如是用于电动车辆的充电电缆。充电电缆具有如本文所述的第一单管线和如本文所述的第二单管线。相应地，充电电缆具有第一冷却软管(即第一单管线的冷却软管)和第二冷却软管(即第二单管线的冷却软管)。换句话说，充电电缆可以具有根据第一示例性实施例和/或根据第二示例性实施例的第一单管线和根据第一示例性实施例和/或根据第二示例性实施例的第二单管线。

根据充电电缆的第一变型，充电电缆可以具有根据第一示例性实施例的单管线作为第一单管线和根据第一示例性实施例的单管线作为第二单管线。在这种情况下，多根电导线相应地在第一冷却软管的圆周方向上围绕第一冷却软管设置。多根导电体相应地沿第二冷却软管的圆周方向围绕第二冷却软管设置。

第一冷却软管周围的多根电导线可以形成正极直流引线。第二冷却软管周围的多根电导线可以形成负极直流引线。因此可以使用充电电缆对电动车辆进行高效的直流充电。

根据充电电缆的第二变型，充电电缆可以具有根据第二示例性实施例的单管线作为第一单管线和根据第二示例性实施例的单管线作为第二单管线。在这种情况下，电导线设置在第一冷却软管的内部。此外，电导线相应地设置在第二冷却软管的内部。

第一冷却软管中的电导线可以形成正直流引线。第二冷却软管中的电导线可形成负直流引线。因此可以使用充电电缆对电动车辆进行高效的直流充电。

例如，可以使用根据第一变型和根据第二变型的充电电缆传输一百安培(A)或几百安培(例如高达约500A)的电流，而不会——在无损冷却的情况下——出现单管线和/或充电电缆的明显发热。也就是说，尽管单管线的横截面相对较小，但仍可将高功率从充电站传输到车辆中(并因此传输到电池中)。

第一冷却软管(即第一单管线的冷却软管)可以设计为冷却介质的供给管，而第二冷却软管(即第二单管线的冷却软管)可以设计为冷却介质的回流管。这允许冷却介质完全在充电电缆中循环。供给管也可以称为去程管。回流管也可以称为回程管。例如，供给管可以构成去向插头冷却装置的去程管，回流管可以构成冷却流体从插头冷却装置返回的回程管。去程管可以理解为远离高流体压力位置的通道或软管。回流管可以理解为通向低流体压力位置的通道或软管。冷却流体可以通过供给管向外输送并通过回流管输送回来。

备选地，冷却流体可以通过两根单管线来回输送，也可以通过额外的软管回流输送。此外，冷却介质例如冷却流体可以被泵送通过各根单管线并在末端流出。

此外，第一冷却软管和第二冷却软管可以例如设计为用于供给冷却介质的供给管。在这种情况下，例如，可以在充电电缆中设置用于冷却介质的额外的回流管。或者，第一冷却软管和第二冷却软管可以例如设计为用于冷却介质的回流管。在这种情况下，例如，可以在充电电缆中设置用于冷却介质的额外的供给管。

充电电缆可具有外护套。外护套保护充电电缆，因此也可称为保护套。例如，共用的外护套将两根单管线固定在一起，并保护它们免受磨损和环境影响。外护套还可以是绝热的。当冷却介质为冷却流体的形式时，绝热是特别有利的。例如，绝热防止冷却流体冻结。

充电电缆可以具有一根或多根导线或一根或多根用于交流充电的导线(简称交流导线)。利用一根或多根用于交流电的导线，充电电缆可以用于电动车辆的交流充电。例如，充电电缆可以是既能进行直流充电又能进行交流充电的组合电缆。仅为举例，可以提及一种可能的设计，有三根导线/引线(导线、中性线、地线)、五根导线/引线(三根导线、中性线、地线)或七根导线/引线(三根导线、中性线、地线、以及另外两根用于能量源(例如充电站)和能量池(例如电动车辆或电动车辆的电池)之间通信的导线)。附加地或替代地，充电电缆可以具有数据线。数据线可以设计用于能量源/电流源(例如充电站)和能量池/电流池(例如车辆电池/车辆)之间的数据传输。能量源/电流源和能量池/电流池可以通过数据线相互通信。

充电电缆可具有至少一个传感器。所述至少一个传感器可以设计为温度传感器。温度传感器设计为用于检测充电电缆的温度。温度传感器可以设计为插入充电电缆中的传感器线，例如编织或交织到充电电缆中的传感器线。

充电电缆还可以具有至少一个第二传感器。所述至少一个第二传感器可以设计用于监测充电电缆的状态并将其通过评估单元传达给用户。

在一个示例性实施例中，充电电缆可以具有至少两个传感器。所述至少两个传感器中的至少一个可以设计为温度传感器。温度传感器设计为用于检测充电电缆的温度。温度传感器可以设计为插入充电电缆的传感器引线。例如，可以将温度传感器编织或交织到充电电缆中作为传感器引线。借助温度传感器，可以轻松确定并在必要时监测充电电缆是否处于合适的温度范围内。例如，可以使用温度传感器监测充电电缆是否过热。插入的传感器线可以灵活地编织到管线中，这样管线就不会因此而损坏。

温度传感器和/或至少一个第二传感器可以设计为基于电阻/依赖电阻的扇形传感器。所述至少一个第二传感器可以是用于测量不同于温度的至少一个其它参数的传感器。例如，充电电缆可以具有至少一根传感器电缆(至少一根管线)用于测量温度和至少一个其他参数，或者设计为这样的传感器电缆。

充电电缆并且特别是至少两个传感器可以例如无线地和/或有线地连接到评估单元。评估单元可以例如是外部评估单元。评估单元可以例如通过云连接到充电电缆，或者可以设计为云的形式。评估单元可以被设计成评估从充电电缆检测的数据。根据评估的数据，评估单元可以设计为警告可能的故障，并在必要时做出反应。

充电电缆连同评估单元可以形成本发明第三方面的公用充电系统。换句话说，根据本发明第三方面的充电系统可以具有充电电缆和评估单元。作为评估单元的替代或补充，充电系统可以具有充电电缆、端接头和插头。端接头可以具有用于冷却介质的供给管线，其可以将冷却介质引入至少一根单管线(更确切地说引入至少一根单管线的冷却软管)中，并接收来自另一根单管线(更准确地说是来自另一根单管线的冷却软管)的冷却介质。插头设计用于连接到车辆。除了用于将现有电导线电连接到车辆线路的电触点之外，插头还可以具有流体回流装置，其可以接收来自一根单管线的冷却软管的冷却介质并将其引导至另一管线的冷却软管。

此外，根据第四方面，充电站可以设置有根据第二方面的充电电缆或根据第三方面的充电系统。

即使上面描述的一些方面已经结合第一方面的单管线描述，这些方面也可以以对应的方式在根据第二方面的充电电缆、根据第三方面的充电系统和/或根据第四方面的充电站中实施，反之亦然。

本发明将参考附图进一步解释。这些图示意性地显示：

图1示出了单管线的示例性实施例；

图2示出了具有两根根据图1的单管线的充电电缆的第一示例性实施例；

图3示出了具有两根单管线的充电电缆的第二示例性实施例；和

图4示出了具有两根单管线的充电电缆的第三示例性实施例。

以下阐述具体细节，但不限于此，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说清楚的是，本发明可以在可能偏离下面阐述的细节的其他实施例中实践。此外，附图仅用于阐明示例性实施例的目的。它们不是按比例绘制的并且仅旨在举例说明本发明的一般概念。例如，图中包含的特征绝不应被解释为必要要件。

图1示出了用于电动车辆的充电电缆的单管线10的示例性实施例。单管线10具有一根冷却软管12和多根彼此不绝缘的电导线16。冷却介质14可以在冷却软管12中被引导。更具体地，图1的冷却软管12具有例如护套、外护套或外壳和至少大部分中空的内部空间。冷却介质14可以在内部空间中被引导。外护套也可以称为绝缘套并且在下文中也将这样称之。

多根电导线16在冷却软管12的圆周方向上围绕冷却软管12设置。在图1的示例中，每根电导线16都与冷却软管的外侧(外表面)例如冷却软管12的绝缘套的外侧直接接触。

冷却软管12至少几乎不渗透冷却介质14。这意味着在冷却软管12正常的、未损坏的状态下，冷却介质14不能正常地从冷却软管12的内部(内部空间)向外渗透。在未损坏的状态下，冷却软管12的绝缘套至少几乎不渗透冷却介质/对冷却介质密封。因此，如果冷却软管12未损坏，则电导线16不与冷却介质14接触。

每根电导线16可以具有单根线或利兹导线或编织线，或由它们形成。电导线16，更具体地全部电导线16(不是每根导线自身)，被绝缘体18包围。绝缘体18尤其用于电绝缘电导线16。

在下文中，参考图2至4，通过示例的方式假设电导线16是铜导线。因此，在下文中，对于图2至4部分提及铜导线16。

图2示出了充电电缆100的第一示例性实施例。充电电缆100具有图1的第一单管线10和图1的第二单管线20。此外，充电电缆100可以可选地具有交流线(Wechselstromleitungen)。然而，也可以省略交流线。如果没有提供交流线，则充电电缆设计为直流充电电缆。另一方面，如果提供两根单管线10、20和交流线，则充电电缆被设计为用于可选的直流和交流充电的组合充电电缆。充电电缆100中还设置有一根或多根信号线30。此外，保护导线40也设置在充电电缆100中。充电电缆100被外护套50包围。

图2示意性示出的充电电缆100可以用作电动车辆的充电电缆。对于该应用，充电电缆100被设计成能够实现例如高达50kW或高达70kW或高达250kW或高达500kW或高达800kW的传输功率。

仅举例来说，第一单管线10的冷却软管12设计为冷却介质的供给管，而第二单管线20的冷却软管22设计为冷却介质的回流管。冷却介质在供给管中具有附图标记14。冷却介质在回流管中具有附图标记24。此外，举例来说，第一单管线10的多根电导线16形成正直流引线，第二单管线20的多根电导线26形成负直流引线。这应被理解为纯粹示例性的，本发明不限于该示例。

分别围绕冷却软管12、22的电导线16(例如铜导线)的具体设置确保了最佳可能的或最大的散热。与使用编织到导线几何结构中的冷却软管不一样，在图1和2的示例性实施例中，冷却体(软管)上有更多的接触点。在电导线16(铜/铜导线16)和与冷却软管12、14的直接接触之间没有额外的绝缘。各冷却软管12、22处的直接接触和大量电导线16(例如铜导线)确保最佳可能或最大的热传递。然而，冷却介质14被各冷却软管12、22的绝缘套与电导线16(铜/铜导线16)隔开。故可以使用任何类型的冷却介质。这比将电导线(例如铜导线)直接放置在冷却液中或被冷却液包围的方案更有利。如果冷却液未完全/100％绝缘，则存在风险。在有高压时，很容易发生漏电(例如通过冷却液)，并由此导致能量传输的损失。

这意味着现有技术中更有效的方案是直接冷却导线，即铜被冷却液包围。然而，这可能会导致问题和风险。液体必须是绝缘的，并且不允许导电颗粒例如通过热交换器等进入冷却回路。此外，油的环境相容性不够好。

图3示出了充电电缆100的第二示例性实施例。根据第二示例性实施例的充电电缆100的结构与图2的根据第一示例性实施例的充电电缆100的结构基本一致。以下描述不同之处。充电电缆100具有第一单管线10和第二单管线20。图3的充电电缆100中的单管线10、20的设计不同于图1的单管线10。在单管线10内部，设置有非绝缘电导线16。在单管线10中，冷却软管12和电导线16以单管线10的纵轴为共同轴线同轴延伸。非绝缘电导线16可以是实心导线或柔性利兹线。电导线16被冷却介质14包围。在这种情况下，冷却介质是电绝缘的(即不导电的)冷却介质14。冷却介质14在冷却软管12中被引导。冷却软管12因此包围冷却介质14。冷却软管12被绝缘体18包围。第二单管线20根据第一单管线10构造。

充电电缆100还可以可选地具有信号线30。充电电缆还可以具有交流线，但也可以省去。如果不设置交流线，则充电电缆100设计为直流充电电缆。另一方面，如果提供两根单管线10、20和一根交流线，则充电电缆100被设计为用于可选的直流和交流充电的组合充电电缆。充电电缆100中还设置有保护导线40。充电电缆100被外套50包围。

仅举例来说，第一单管线10的冷却软管12设计为冷却介质的供给管，而第二单管线20的冷却软管22设计为冷却介质的回流管。冷却介质在供给管中具有附图标记14。冷却介质在回流管中具有附图标记24。此外，例如，第一单管线10的电导线16形成正极直流引线，第二单管线20的电导线26形成负极直流引线。这应被理解为纯粹示例性的，本发明不限于该示例。

图4示出了充电电缆100的第三示例性实施例。充电电缆100具有第一单管线10和第二单管线20。图4中的单管线10、20对应于图3中的单管线10、20。下面描述与图3的第二示例性实施例的区别。

充电电缆100可以可选地具有交流线。然而，也可以省略交流线。如果不设置交流线，则充电电缆100设计为直流充电电缆。另一方面，如果提供两根单管线10、20和一根交流线，则充电电缆100设计为用于可选的直流和交流充电的组合充电电缆。在图4的示例中，充电电缆100还具有信号线30，其分布在多根单管线上，在所示示例中为三根单管线。充电电缆100中还设置有保护导线40。充电电缆100被外套50包围。

仅举例来说，第一单管线10的冷却软管12设计为冷却介质的供给管，第二单管线20的冷却软管22也设计为冷却介质的供给管。在第一单管线10的供给管中，冷却介质具有附图标记14。在第二单管线20的供给管中，冷却介质具有附图标记24。此外，例如，第一单管线10的电导线16形成正直流引线，第二单管线20的电导线26形成负直流引线。这应被理解为纯粹示例性的，本发明不限于该示例。回流管设置在附加软管60中。

此外，根据三个示例性实施例中的每一个，传感器(未示出)，例如一个或多个温度传感器，也可以包括在充电电缆100中。这通过有针对性的监测，例如温度监测，增加了充电电缆100的安全性。

每个示例性实施例所述的充电电缆100提供了为电动车辆充电的改进线路。以前的冷却的充电管线，例如使用水/乙二醇作为冷却介质，将软管绞合到管线结构中。在某些情况下，此处使用多根软管进行供给和回流。根据图1和图2描绘的示例性实施例，至少可以减少电缆中软管的数量，例如因为冷却软管12、22的绝缘套与电导线16之间的大量

接触点使传热效率更高。在图3和4的示例性实施例中，电导线与冷却介质直接接触。这意味着图1至4的示例性实施例的优点是比现有技术更好或甚至是最佳的热传递。

换句话说，一些已知的方案在冷却性能方面并不是最佳的，因为软管接触绝缘导线并因此承受热传递。由于各种软管的复杂连接技术，已知的软管套软管方案并不是最佳的。此外，充电管线的表面温度也会升高到IEC 117的极限值以上，并可能导致用户在触摸/操作电缆时受伤。充电过程中产生的热能必须借助冷却管路消散。为此，将软管集成到电缆结构中，软管除去来自电缆的热量。冷却软管中的介质可以是气态或液态。通常，导热液体(例如水-乙二醇混合物)越来越多地用于热管理过程中的冷却。如果冷却软管也从电缆设计中移除，这将导致采用传统的电缆尺寸计算方法，从而导致明显更大的导线横截面。只有传统尺寸的导线横截面(例如根据VDE 0298-4)才能承载高电流负载而不会明显加热电缆。然而，如果没有额外的技术支持(例如起重机或导轨起重机)，那将该产品过于笨重并且不再易于操作。

另一方面，借助图1的冷却的单管线10和图2至4的冷却的充电电缆100，尽管横截面较小，也可以将高功率从充电站传输到车辆(并因此传输到电池)。通常情况下，较小的横截面将无法传输这种功率，因为它们会因电流负载而过快升温。这会导致在一段时间后超过EN 50620或IEC 62893规定的最大允许导线温度。这可能会有损电缆的使用寿命。通过集成本文所述的热管理(冷却系统)，可以补偿高电流负载下出现的温度。与传统电缆相比，这允许在相同电流负载下减小导线横截面。这使得操作更加容易和更加用户友好。

此外，在图1至4所描述的示例性实施例中，冷却软管的数量保持较少。因此，只有两根冷却软管12、14存在于图2-4的完整充电电缆100中。此外，不需要用于软管12、14的昂贵或复杂的连接技术。与创建复杂的软管套软管冷却回路的其他管线相比，这是有利的。在图2和图3描述的示例性实施例中，例如只有一根供给管和一根回流管，其冷却效果足以将热量从充电电缆100传输出去。图2至图4中的充电电缆保持柔性，以便能够承受正常的弯曲要求(如IEC 62440定义)，并且进行了优化设计用于直流充电应用，特别是快速充电，以及为此所需的具有主动冷却的非常高的功率传输。

Claims (12)

1.充电电缆(100)，例如用于电动车辆，其中所述充电电缆(100)具有第一单管线(10)和第二单管线(20)，

其中所述第一单管线(10)具有：

-冷却软管(12)，冷却介质(14)可以在其中被引导；和

-至少一根非绝缘电导线(16)；

其中所述至少一根非绝缘电导线(16)以导热方式连接到所述冷却软管(12)，使得所述至少一根非绝缘电导线(16)可以被所述冷却介质(14)冷却，

其中所述第二单管线(20)具有：

-冷却软管(22)，冷却介质(24)可以在其中被引导；和

-至少一根非绝缘电导线(26)；

其中所述至少一根非绝缘电导线(26)以导热方式连接到所述冷却软管(22)，使得所述至少一根非绝缘电导线(26)能被所述冷却介质(24)冷却，

其中：

所述第一单管线(10)的冷却软管(12)设计为所述冷却介质(14)的供给管，所述第二单管线(20)的冷却软管(22)设计为所述冷却介质(24)的供给管，附加软管(60)作为回流管设置在所述充电电缆中；或者

所述第一单管线(10)的冷却软管(12)设计为所述冷却介质(14)的回流管，所述第二单管线(20)的冷却软管(22)设计为所述冷却介质(24)的回流管，且附加软管(60)作为供给管设置在所述充电电缆中。

2.根据权利要求1所述的充电电缆(100)，其中，所述至少一根非绝缘电导线(16)包括多根彼此不绝缘的电导线或被设计成多根彼此不绝缘的电导线，所述多根彼此不绝缘的电导线在所述冷却软管(12)的圆周方向上围绕冷却软管(12)布置。

3.根据权利要求1或2所述的充电电缆(100)，其中，所述多根彼此不绝缘的电导线与所述冷却软管(12)直接接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述多根彼此不绝缘的电导线围绕所述冷却软管(12)而彼此绞合或彼此不绞合地布置。

5.根据权利要求1所述的充电电缆(100)，其中，所述至少一根非绝缘电导线(16)设置在所述冷却软管(12)中。

6.根据权利要求1或5所述的充电电缆(100)，其中，所述至少一根非绝缘电导线(16)与所述冷却介质(14)直接接触。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述冷却软管(12)配置成对于所述冷却介质(14)是不可渗透的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述至少一根非绝缘电导线(16)设计为铜导线。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述单管线(10)还具有绝缘体(18)，所述绝缘体(18)围绕所述冷却软管(12)和所述至少一根非绝缘体电导线(16)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述至少一根非绝缘电导线(16)形成直流引线。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述第一单管线(10)的至少一根非绝缘电导线(16)形成正直流引线，并且所述第二单管线(20)的至少一根非绝缘电导线(26)形成负直流引线。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的充电电缆(100)，其中，所述充电电缆(100)具有至少一根信号线(30)和/或至少一根保护导线(40)和/或至少一个传感器。

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