CN212322712U - 液冷电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了液冷电缆。该种液冷电缆包括外护套，外护套内部并联设置接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯，主线芯的导体内部沿长度方向设置有冷却通道，外护套内部对应于冷却通道还设置有与主线芯并联设置的冷却回流管，冷却通道和冷却回流管用于流通冷却液。将该种电缆安装于充电桩后，使得冷却通道与冷却回流管一一对应并连通形成冷却回路，在冷却回路中循环通入冷却液，以降低充电时电缆的热量，通过冷却液与主线芯中导体直接接触，能够极大提高该种电缆的散热效率，从而极大提高该种电缆能够流通的工作电流。

Description

液冷电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，特别涉及一种大功率液冷电缆。

背景技术

提高电动汽车续航里程最简单的方法是增加动力电池的容量和提高整车动力电池的电压最高至1000V，而缩小充电时间的办法就是在动力电池允许的条件下将充电桩输出的电压提升到1000V，并且把充电电流提升到350A，最大功率达到350kW。目前很多跨国车企都已经着手规划建设超级充电基础设施，而且提出的是350kW、1000V/350A的大功率充电。日本也正在推进大功率充电技术的研发。对于中国来讲，目前我国是全球新能源汽车产销量最多的国家，也是电动汽车用户最多的国家。公交车、出租车、物流车和共享汽车对大功率快速充电有着急切的需求，缩短充电时间，降低运营成本，提高运营效率，直接带来的是运营收益的提高。另外在高速公路上，用户希望缩短充电时间，对快速充电的需求更加迫切。目前直流大功率充电电缆温升明显，安全性能低，通过增大电缆截面(电流350A的电缆需要240mm²的截面)提升电缆通载电流会使电缆线的操作难度增加，而传统的风冷也无法满足大功率充电电缆的散热需求。

实用新型内容

本申请通过提供一种液冷电缆，以增强电缆在充电时的散热能力。

本申请实施例提供了一种液冷电缆，包括外护套，所述外护套内部并联设置接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯，所述主线芯的导体内部沿长度方向设置有冷却通道，所述外护套内部对应于所述冷却通道还设置有与所述主线芯并联设置的冷却回流管，所述冷却通道和冷却回流管用于流通冷却液。

将该种电缆安装于充电桩后，使得冷却通道与冷却回流管一一对应并连通形成冷却回路，在冷却回路中循环通入冷却液，以降低充电时电缆的热量，通过冷却液与主线芯中导体直接接触，能够极大提高该种电缆的散热效率，从而极大提高该种电缆能够流通的工作电流。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步地：所述主线芯的导体为编织导体。本步的有益效果：通过编制导体能够维持冷却通道的形状。

进一步地：所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯都包括导体及包裹于所述导体外部的绝缘层。本步的有益效果：通过绝缘层以保证各线芯工作时的独立性与稳定性。

进一步地：所述绝缘层为耐油弹性体层。

进一步地：所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯之间填充有导热体。本步的有益效果：通过导热体进一步提高该种电缆的散热效果。

进一步地：所述外护套与导热体之间还设置有缓冲带，所述缓冲带用于提高导热效果以及抗压能力。本步的有益效果：通过缓冲带辅助提升该种电缆的散热能力。

进一步地：所述缓冲带为弹性包带。

进一步地：所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯的导体采用第五类镀锡铜导体。

进一步地：所述信号线芯中填充有抗拉材料。本步的有益效果：用以提高信号线芯的抗拉强度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、冷却液与编织导体接触，能够直接将主线芯的热量带走，极大的提高了该种液冷电缆的散热能力，从而在电缆截面积不变的情况下，能够极大的提升电缆通过的电流；

2、采用编织导体以维持冷却通道的形状，提高了主线芯外形的稳定性，降低冷却通道变形的概率；

3、通过在外护套与各线芯之间填充弹性的导热体，进一步提高了该种电缆的散热效果，同时提高了该种电缆的抗变形能力及变形恢复能力；

4、通过在导热体和外护套间设置缓冲带，一方面辅助提高该种电缆的散热能力，并且提高了该种电缆结构的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型工作时的示意图。

其中，

1外护套；

2接地线芯；

3主线芯，301编织导体，302冷却通道；

4信号线芯；

5控制线芯；

6冷却回流管；

7导体；

8绝缘层；

9导热体；

10缓冲带；

11正极主线芯；

12负极主线芯；

13充电枪；

14冷却槽；

15液泵；

16储液箱；

17充电桩。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，机械连接的方式可以在现有技术中选择合适的连接方式，如焊接、铆接、螺纹连接、粘接、销连接、键连接、弹性变形连接、卡扣连接、过盈连接、注塑成型的方式实现结构上的相连；也可以是电连接，通过电传递能源或者信号；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施例

如图1所示，一种液冷电缆，包括外护套1，外护套1内部并联设置接地线芯2、主线芯3、信号线芯4、控制线芯5，主线芯3的导体7为编织导体301，编织导体301的铜丝直径不大于0.15mm，编织密度80％～90％，主线芯3的导体7内部沿长度方向设置有冷却通道302，外护套1内部对应于冷却通道302还设置有与主线芯3并联设置的冷却回流管6，冷却通道302和冷却回流管6用于流通冷却液。

如图1所示，该种液冷电缆的横截面为圆形，其中包括设置于液冷电缆中部的两个主线芯3，以及设置于主线芯3一侧的一个接地线芯2和冷却回流管6，以及设置于主线芯3另一侧的两个信号线芯4、两个控制线芯5和一个冷却回流通道；接地线芯2、主线芯3、信号线芯4、控制线芯5都包括导体7及包裹于导体7外部的绝缘层8，导体7优选采用五类镀锡铜导体7，绝缘层8挤包于导体7外侧，绝缘层8为耐油弹性体层，具体的，绝缘层8材料优选为乙丙橡胶或者氢化聚苯乙烯热塑性弹性体材料；其中接地线芯2、主线芯3、信号线芯4、控制线芯5都不放置于缆芯中心位置，在于提高供电质量的同时，也降低了小截面线芯被拉断的风险。

如图1所示，该种液冷电缆的主要特点在于冷却通道302，冷却通道302的成型方式如下，先采用气管占据冷却通道302的位置，并在气管内充气保持气管外形稳定，由气管起到支撑作用，将主线芯3的导体7编织并包裹于气管外侧，在电缆的外护套1挤包完成后，将气管中气体放出并抽出气管，从而形成冷却通道302，使用时在冷却通道302中通硅油，形成水包铜结构，可在不增加电缆外径的情况下极大提升充电效率和冷却效果，并且主线芯3中的导体7采用编织导体301，是为了提高主线芯3导体7的整体强度并使其具有良好的抗压及变形恢复能力，因为如果采用多股绞合导线包围在气管周围，当气管抽出后，普通的绞合导线难以维持原形状，容易导致冷却通道302的变形、缩小甚至消失。

如图1所示，接地线芯2、主线芯3、信号线芯4、控制线芯5之间填充有导热体9，在电缆充电过程中会产生大量的热量，通过导热体9可以将接地线芯2、主线芯3、信号线芯4、控制线芯5产生的热量快速传递至外护套1，使各线芯温度降低，提升该种电缆的载流量，辅助提升散热性能；进一步，导热体9为弹性导热体9，具体采用在聚丙烯中加入金属粉的导热弹性体复合材料，用以提高该种电缆的抗压、变形恢复能力。

如图1所示，信号线芯4中填充有抗拉材料，抗拉材料优选为防弹丝，控制线芯5具体为由铜丝和具有高抗拉性能的防弹丝绞合而成的导体7。

如图1所示，外护套1为耐硅油外护套1，外护套1的材料优选为氨基甲酸乙酯热塑性弹性体材料，从而使得外护套1具有耐硅油、高强度、高抗撕、耐酸、耐油、耐低温性等性能；外护套1与导热体9之间还设置有缓冲带10，缓冲带10用于提高导热效果以及抗压能力，缓冲带10为弹性包带，优选为加厚型无纺布包带，通过缓冲带10辅助提升散热性能。

如图2所示，该种冷却电缆在使用时，两根主线芯3的一根主线芯3作为正极主线芯11，另一根作为负极主线芯12，将正极主线芯11的的一端与充电枪13的一个端子压接，其中的冷却通道302与充电枪13的冷却槽14的入口连通，冷却槽14的出口与电缆中的一个冷却回流管6连通，而正极主线芯11中冷却通道302的另一端与充电桩17中的液泵连通15，冷却回流管6的另一端与储存有冷却液的储液箱16连通，从而使得正极主线芯11中的冷却通道302和对应的冷却回流管6形成一个冷却回路；而负极主线芯12及对应的冷却回流管6按照正极主线芯11与对应的冷却回流管6形成的冷却回路形成另一条冷却回路；充电枪13与外部的充电设备连接，用于为充电设备充电，在充电桩17充电时，液泵抽取储液箱16中的冷却液到正极主线芯11、负极主线芯12的冷却通道302中，并由对应的冷却回流管6循环至储液箱16中，用以带走该种冷却电缆在充电时产生的热量，使电缆在大电流的充电状态下，保持安全的温度范围；还可以在充电桩17中安装液冷循环系统，用以进一步带走储液箱16中的热量，有效降低电缆温度，提高载流量，使得电缆截面积为35平方毫米的直流充电枪13充电电流可达到500A，充电电流提升280％，大幅缩短充电时间，提高用户的体验度。

该种液冷电缆具有如下优点：

1、冷却液与编织导体接触，能够直接将主线芯的热量带走，极大的提高了该种液冷电缆的散热能力，从而在电缆截面积不变的情况下，能够极大的提升电缆通过的电流；

2、采用编织导体以维持冷却通道的形状，提高了主线芯外形的稳定性，降低冷却通道变形的概率；

3、通过在外护套与各线芯之间填充弹性的导热体，进一步提高了该种电缆的散热效果，同时提高了该种电缆的抗变形能力及变形恢复能力；

4、通过在导热体和外护套间设置缓冲带，一方面辅助提高该种电缆的散热能力，并且提高了该种电缆结构的稳定性。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种液冷电缆，其特征在于，包括外护套，所述外护套内部并联设置接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯，所述主线芯的导体内部沿长度方向设置有冷却通道，所述外护套内部对应于所述冷却通道还设置有与所述主线芯并联设置的冷却回流管，所述冷却通道和冷却回流管用于流通冷却液。

2.根据权利要求1所述的液冷电缆，其特征在于，所述主线芯的导体为编织导体。

3.根据权利要求1所述的液冷电缆，其特征在于，所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯都包括导体及包裹于所述导体外部的绝缘层。

4.根据权利要求3所述的液冷电缆，其特征在于，所述绝缘层为耐油弹性体层。

5.根据权利要求1所述的液冷电缆，其特征在于，所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯之间填充有导热体。

6.根据权利要求5所述的液冷电缆，其特征在于，所述外护套与导热体之间还设置有缓冲带，所述缓冲带用于提高导热效果以及抗压能力。

7.根据权利要求6所述的液冷电缆，其特征在于，所述缓冲带为弹性包带。

8.根据权利要求1-7任一所述的液冷电缆，其特征在于，所述接地线芯、主线芯、信号线芯、控制线芯的导体采用第五类镀锡铜导体。

9.根据权利要求8所述的液冷电缆，其特征在于，所述信号线芯中填充有抗拉材料。

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