CN116601726A - 一种液冷充电电缆及电动车充电桩 - Google Patents

一种液冷充电电缆及电动车充电桩 Download PDF

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Abstract

提供一种液冷充电电缆及电动车充电桩，属于充电电缆领域。液冷充电电缆包括：冷却管(5)，其内部流通有冷却液；动力线缆总成(4)，其包括多股围绕冷却管(5)外周壁布置的分枝动力线缆，每一分枝动力线缆的轴向平行于冷却管(5)的轴向，且每一分枝动力线缆面向冷却管(5)的一侧均与冷却管(5)贴合。液冷充电电缆具有较高的散热效率且外径尺寸较小。

Description

一种液冷充电电缆及电动车充电桩 技术领域
本发明涉及充电电缆领域，特别是涉及一种液冷充电电缆及电动车充电桩。
背景技术
随着新能源汽车的不断发展，带给用户最直观的不良感受就是充电慢的问题。随着充电技术的不断革新，超级充电作为关键技术将会带动新能源汽车进一步发展。为攻克超级充电这一难题，国内外已开始大力研究充电线缆的液体冷却技术配合实现大功率充电技术。
通过在充电电缆中设置用于冷却线缆的冷却管道，可以在一定程度上满足大功率充电的需求。但是随着充电功率的提升需求，如何进一步提高冷却管道对线缆的冷却效果是亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的液冷充电电缆和电动车充电桩。
本发明的一个目的是要提高液冷充电电缆的散热效率。
本发明的另一个目的是要实现液冷充电电缆的外径尺寸小型化。
特别地，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种液冷充电电缆，包括：
冷却管，其内部流通有冷却液；以及
动力线缆总成，其包括多股围绕所述冷却管外周壁布置的分枝动力线缆，每一所述分枝动力线缆的轴向平行于所述冷却管的轴向，且每一所述分枝动力线缆面向所述冷却管的一侧均与所述冷却管接触。
可选地，所述冷却管包括互相连通且轴线互相平行的进液管和出液管；
多股所述分枝动力线缆包括多股正分枝动力线缆和多股负分枝动力线缆，所述多股正分枝动力线缆围绕所述进液管的外周壁布置，所述多股负分枝动力线缆围绕所述出液管的外周壁布置。
可选地，所述进液管包括进液管管体以及包覆于所述进液管管体外壁面处的进液管导热层，所述进液管管体的内部形成用于流通所述冷却液的第一冷却液通道；
所述出液管包括出液管管体以及包覆于所述出液管管体外壁面处的出液管导热层，所述出液管管体的内部形成用于流通冷却液的第二冷却液通道。
可选地，每一所述正分枝动力线缆包括第一线芯、包覆于所述第一线芯外侧的第一绝缘层、以及包覆于所述第一绝缘层外壁的第一导热层；
每一所述负分枝动力线缆包括第二线芯、包覆于所述第二线芯外侧的第二绝缘层、以及包覆于所述第二绝缘层外壁的第二导热层。
可选地，液冷充电电缆还包括：
与所述冷却管直接或间接接触的信号线缆总成。
可选地，所述信号线缆总成从内至外包括多根信号线缆、将所有所述信号线缆包裹在内的信号线缆保护层、以及包覆于所述信号线缆保护层外部的信号线缆导热层，其中，每一所述信号线缆包括信号线缆线芯和包覆于所述信号线缆线芯外部的信号线缆绝缘层。
可选地，液冷充电电缆还包括：
与所述冷却管直接或间接接触的接地低压线缆组，所述接地低压线缆组包括接地线缆、低压电源正极线缆和低压电源负极线缆。
可选地，所述接地线缆、所述低压电源正极线缆和所述低压电源负极线缆各自的外壁均包覆有线缆导热层。
可选地，各线缆或线缆总成的导热层均与邻近其的其他线缆或线缆总成的导热层紧密接触。
可选地，所述进液管和所述出液管关于所述液冷充电电缆的中心轴对称。
可选地，所述多股正分枝动力线缆和所述多股负分枝动力线缆相对于第一平面对称布置，所述第一平面为与所述进液管和所述出液管的中心轴所在的平面相垂直的所述液冷充电电缆的轴截面。
可选地，液冷充电电缆还包括：
位于所述液冷充电电缆最外层的总保护层，用于将所述冷却管和所有线缆和线缆总成包裹在其内；以及
设置在所述总保护层的内壁处的隔热层。
特别地，根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种电动车充电桩， 包括根据上述任一项所述的液冷充电电缆。
本发明将现有技术中单独一体的动力线缆总成分割为多股分枝动力线缆，并且围绕冷却管的外周壁布置，使得每股分枝动力线缆均与冷却管贴紧，一方面增加了动力线缆总成的散热面积，另一方面也增加了动力线缆总成与冷却管的接触面积和热传导面积，大大提升了动力电缆总成的散热效率，使冷却效果更好、冷却效率更高，充电更快捷、更安全，进而大大提高了用户的体验。本发明的液冷充电电缆非常适用于高压大电流的充电场合。
进一步地，通过将动力线缆总成分割为多股分枝动力线缆可以更大限度地利用液冷充电电缆的内部空间，有利于产品的整体小型化，使该液冷充电电缆外径更小、更易携带、应用更方便。
进一步地，本发明实现了冷却回路和充电回路的独立运行，使得二者互不干涉，提高大功率充电环境的安全性。
进一步地，本发明通过将各个线缆、进液管、出液管均对称设置，并且互相紧密贴合，使得整体上空间利用率较高，大大缩小了液冷充电电缆的外径尺寸。
进一步地，由于进液管、出液管、各个线缆和线缆总成的外侧均设置有对应的导热层，使得液冷充电电缆内部的热传导效率提到了有效提升。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的液冷充电电缆的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图；
图4是根据本发明再一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的液冷充电电缆的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1是根据本发明一个实施例的液冷充电电缆的结构示意图。一个实施例中，如图1所示，电动车充电桩的液冷充电电缆包括冷却管5和动力线缆总成4。冷却管5的内部流通有冷却液，例如水或冷却油。动力线缆总成4包括多股围绕冷却管5外周壁布置的分枝动力线缆，每一分枝动力线缆的轴向平行于冷却管5的轴向，且每一分枝动力线缆面向冷却管5的一侧均与冷却管5接触(例如，紧密贴合接触)。一个实施例中，每一分枝动力线缆的直径相同，可以理解为将现有的动力线缆总成4等分为多个分枝。
本实施例将现有技术中单独一体的动力线缆总成4分割为多股分枝动力线缆，并且围绕冷却管5的外周壁布置，使得每股分枝动力线缆均与冷却管5贴紧，一方面增加了动力线缆总成4的散热面积，另一方面也增加了动力线缆总成4与冷却管5的接触面积和热传导面积，大大提升了动力电缆总成的散热效率，使冷却效果更好、冷却效率更高，充电更快捷、更安全，进而大大提高了用户的体验。
进一步地，通过将动力线缆总成4分割为多股分枝动力线缆可以更大限度地利用液冷充电电缆的内部空间，有利于产品的整体小型化，使该液冷充电电缆外径更小、更易携带、应用更方便。
进一步地，本实施例实现了冷却回路和充电回路的独立运行，使得二者互不干涉，提高大功率充电环境的安全性。
图2是根据本发明一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图。如图1所示，本实施例中，冷却管5包括互相连通且轴线互相平行的进液管5-1和出液管5-2，冷却液在二者组成的冷却通道内流通。多股分枝动力线缆包括多股正分枝动力线缆4-1和多股负分枝动力线缆4-2，多股正分枝动力线缆4-1围绕进液管5-1的外周壁布置，多股负分枝动力线缆4-2围绕出液管5-2的外周壁布置。
如图2所示，一个实施例中，五个正分枝动力线缆4-1-1、4-1-2、4-1-3、4-1-4和4-1-5大致均匀分布在进液管5-1的周围，五个负分枝动力线缆4-2-1、4-2-2、4-2-3、4-2-4和4-2-5大致均匀分布在出液管5-2周围。
图3是根据本发明另一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图。如图3所示，进一步的一个实施例中，进液管5-1包括进液管管体5-1-1以及包覆于进液管管体5-1-1外壁面处的进液管导热层5-1-3，进液管管体5-1-1的内部形成用于流通冷却液的第一冷却液通道5-1-2。出液管5-2包括出液管管体5-2-1以及包覆于出液管管体5-2-1外壁面处的出液管导热层5-2-3，出液管管体5-2-1的内部形成用于流通冷却液的第二冷却液通道5-2-2。
图4是根据本发明再一个实施例的液冷充电电缆的横截面示意图。如图4所示，本实施例中，每一正分枝动力线缆4-1包括第一线芯4-1-1-2、包覆于第一线芯外侧的第一绝缘层4-1-1-1、以及包覆于第一绝缘层外壁的第一导热层4-1-1-3。每一负分枝动力线缆4-2包括第二线芯4-2-1-2、包覆于第二线芯外侧的第二绝缘层4-2-1-1、以及包覆于第二绝缘层外壁的第二导热层4-2-1-3。
本实施例中，进液管5-1、出液管5-2、每一正分枝动力线缆4-1和每一负分枝动力线缆4-2各自的外部均设有相应的导热层，各个导热层互相贴紧，可以大大增加导热效率，从而进一步提高动力线缆总成4的散热效率。
一个实施例中，进液管管体5-1-1和出液管管体5-2-1采用耐水解、高导热的绝缘材料制成，可以包括但不局限于绝缘硅橡胶管。
如图1所示，在一个实施例中，液冷充电电缆还包括与冷却管5直接或间接接触的信号线缆总成3。例如信号线缆总成3可以与进液管5-1和/或出液管5-2的外壁直接接触以传热，也可以通过与正分枝动力线缆4-1和/或负分枝动力线缆4-2的外壁直接接触，从而与冷却管5间接接触来实现传热。
图5是根据本发明另一个实施例的液冷充电电缆的结构示意图。一个实施例中，如图5所示，信号线缆总成3从内至外包括多根信号线缆、将所有信号线缆包裹在内的信号线缆保护层3-2、以及包覆于信号线缆保护层3-2外部的信号线缆导热层3-1，其中，每一信号线缆包括信号线缆线芯3-3和包覆于信号线缆线芯3-3外部的信号线缆绝缘层3-4。
进一步的一个实施例中，如图1所示，液冷充电电缆还包括与冷却管5直接或间接接触的接地低压线缆组6。如图5所示，接地低压线缆组6包括 接地线缆6-1、低压电源正极线缆6-2和低压电源负极线缆6-3。
一个实施例中，接地线缆6-1、低压电源正极线缆6-2和低压电源负极线缆6-3各自的外壁均包覆有线缆导热层(未示出)。
进一步地，各线缆或线缆总成(可包括分枝动力线缆、信号线缆总成3、接地线缆6-1、低压电源正极线缆6-2和低压电源负极线缆6-3)的导热层均与邻近其的其他线缆或线缆总成的导热层紧密接触。上述各个导热层互相紧密接触可使液冷充电电缆内部热量的传递效率大大提高。当然，与进液管5-1或出液管5-2直接接触的线缆或线缆总成，其导热层也相应地与进液管导热层5-1-3或出液管导热层5-2-3紧密接触。
一个实施例中，进液管导热层5-1-3、出液管导热层5-2-3、各线缆或线缆总成(包括分枝动力线缆、信号线缆总成3、接地线缆6-1、低压电源正极线缆6-2和低压电源负极线缆6-3)的导热层均选用具有高导热性的绝缘材料制成。
如图2所示，进液管5-1和出液管5-2关于液冷充电电缆的中心轴对称。多股正分枝动力线缆4-1和多股负分枝动力线缆4-2相对于第一平面对称布置，第一平面为与进液管5-1和出液管5-2的中心轴所在的平面相垂直的液冷充电电缆的轴截面。进一步地，信号线缆总成3和接地低压线缆组6也相对于第一平面对称。
本实施例通过将进液管5-1、出液管5-2、各个线缆和线缆总成均对称设置，并且互相紧密贴合，使得整体上空间利用率较高，进一步缩小了液冷充电电缆的外径尺寸，并且均衡了热量的传导，不会出现一处过热的现象。
如图1所示，一个实施例中，液冷充电电缆还包括位于液冷充电电缆最外层的总保护层1以及设置在总保护层1的内壁处的隔热层2，总保护层1用于将冷却管5和所有线缆和线缆总成包裹在其内。
隔热层2用于隔离液冷充电电缆内部和总保护层1外部的温度，防止总保护层1过热，保持总保护层1外部接近常温，进而提高用户体验。
本发明还提供了一种电动车充电桩。一个实施例中，该电动车充电桩包括上述任意一个实施例或其组合所提供的液冷充电电缆。
由于该电动车充电桩的液冷充电电缆将现有技术中单独一体的动力线缆总成4分割为多股分枝动力线缆，并且围绕冷却管5的外周壁布置，使得每股分枝动力线缆均与冷却管5贴紧，一方面增加了动力线缆总成4的散热 面积，另一方面也增加了动力线缆总成4与冷却管5的接触面积和热传导面积，大大提升了动力电缆总成的散热效率，使冷却效果更好、冷却效率更高，充电更快捷、更安全，进而大大提高了用户的体验。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (13)

  1. 一种液冷充电电缆，包括：
    冷却管，其内部流通有冷却液；以及
    动力线缆总成，其包括多股围绕所述冷却管外周壁布置的分枝动力线缆，每一所述分枝动力线缆的轴向平行于所述冷却管的轴向，且每一所述分枝动力线缆面向所述冷却管的一侧均与所述冷却管接触。
  2. 根据权利要求1所述的液冷充电电缆，其中，
    所述冷却管包括互相连通且轴线互相平行的进液管和出液管；
    多股所述分枝动力线缆包括多股正分枝动力线缆和多股负分枝动力线缆，所述多股正分枝动力线缆围绕所述进液管的外周壁布置，所述多股负分枝动力线缆围绕所述出液管的外周壁布置。
  3. 根据权利要求2所述的液冷充电电缆，其中，
    所述进液管包括进液管管体以及包覆于所述进液管管体外壁面处的进液管导热层，所述进液管管体的内部形成用于流通所述冷却液的第一冷却液通道；
    所述出液管包括出液管管体以及包覆于所述出液管管体外壁面处的出液管导热层，所述出液管管体的内部形成用于流通冷却液的第二冷却液通道。
  4. 根据权利要求2所述的液冷充电电缆，其中，
    每一所述正分枝动力线缆包括第一线芯、包覆于所述第一线芯外侧的第一绝缘层、以及包覆于所述第一绝缘层外壁的第一导热层；
    每一所述负分枝动力线缆包括第二线芯、包覆于所述第二线芯外侧的第二绝缘层、以及包覆于所述第二绝缘层外壁的第二导热层。
  5. 根据权利要求1所述的液冷充电电缆，还包括：
    与所述冷却管直接或间接接触的信号线缆总成。
  6. 根据权利要求5所述的电动车充电桩的液冷充电电缆，其中，
    所述信号线缆总成从内至外包括多根信号线缆、将所有所述信号线缆包 裹在内的信号线缆保护层、以及包覆于所述信号线缆保护层外部的信号线缆导热层，其中，每一所述信号线缆包括信号线缆线芯和包覆于所述信号线缆线芯外部的信号线缆绝缘层。
  7. 根据权利要求1所述的液冷充电电缆，还包括：
    与所述冷却管直接或间接接触的接地低压线缆组，所述接地低压线缆组包括接地线缆、低压电源正极线缆和低压电源负极线缆。
  8. 根据权利要求7所述的液冷充电电缆，其中，
    所述接地线缆、所述低压电源正极线缆和所述低压电源负极线缆各自的外壁均包覆有线缆导热层。
  9. 根据权利要求4、6或8所述的液冷充电电缆，其中，
    各线缆或线缆总成的导热层均与邻近其的其他线缆或线缆总成的导热层紧密接触。
  10. 根据权利要求2所述的液冷充电电缆，其中，
    所述进液管和所述出液管关于所述液冷充电电缆的中心轴对称。
  11. 根据权利要求10所述的液冷充电电缆，其中，
    所述多股正分枝动力线缆和所述多股负分枝动力线缆相对于第一平面对称布置，所述第一平面为与所述进液管和所述出液管的中心轴所在的平面相垂直的所述液冷充电电缆的轴截面。
  12. 根据权利要求1-11中任一项所述的液冷充电电缆，还包括：
    位于所述液冷充电电缆最外层的总保护层，用于将所述冷却管和所有线缆和线缆总成包裹在其内；以及
    设置在所述总保护层的内壁处的隔热层。
  13. 一种电动车充电桩，包括根据权利要求1-12中任一项所述的液冷充电电缆。
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