CN215527287U - 一种用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置，其中耐高频线缆包括第一绝缘护套，第一绝缘护套内敷第一电磁屏蔽层，第一电磁屏蔽层内包裹有信号线缆、利兹线缆，信号线缆包括：第二绝缘护套，第二绝缘护套内敷第二电磁屏蔽层，第二电磁屏蔽层内包裹有由多股信号导体构成的信号线芯；利兹线缆包括：第三绝缘护套，第三绝缘护套包裹有由多股利兹线导体相互缠绕成的利兹线芯，利兹线导体外覆利兹线绝缘层。本实用新型提供的耐高频线缆的外层带电磁屏蔽，内部包裹有用于承载高频电流并减小功率消耗的利兹线缆，可通过低压信号并设有电磁屏蔽可抗内部高频电流干扰的信号线缆，兼顾耐高频电流及电磁屏蔽、低压信号抗干扰传输。

Description

一种用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置

技术领域

本实用新型属于新能源电动汽车无线充电技术领域，更具体地说，是涉及一种用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置。

背景技术

随着对节能减排以及控制大气污染的需求与日俱增，新能源汽车（包括纯电动、混合动力汽车）正成为汽车行业的新主力军并保持高速发展。目前，新能源汽车充电均使用充电枪与充电座配合完成，但传统的充电枪与充电座每一次配合都会发生磨损，而当磨损累积到一定极限时，会导致充电枪与充电座的接触电阻变大，接触电阻变大则会导致温度过高和发热严重，最终有可能导致汽车在充电时自燃，进一步引起人员伤亡及财产损失。

此外，目前市场上提供的充电枪及充电座质量良莠不齐，虽然存在国标GB/T20234作为行业标准要求，但各相关生产企业的上市产品在与该标准在匹配度方面往往还是存有一定的差异，导致充电枪或充电座功率端子磨损加剧。

随着无人驾驶技术的诞生及日益发展，作为无人驾驶技术的配套充电技术---无线充电也应运而生并逐步成熟，即将推向市场并实现量产。而无线充电技术无需采用传统的充电枪和充电座通过各自的端子直接接触，从而避免了端子接触配合导致的磨损，以及由端子磨损带来的电阻变大、温度升高、发热严重，从而易引起汽车在充电时自燃的问题。

但是，因为电源以及控制器需为无线充电装置的功率发射端提供稳定的电压，电源与功率发射端之间采用电缆连接，且无线充电功率发射端连接到电源的线缆需承受高频电流通过。假如使用目前市面上提供的标准的充电线制作高频电流的功率传输电缆，则会因为趋肤效应、涡流以及临近效应导致电缆载流能力降低，所以亟需一款用于新能源电动汽车的无线充电装置的电源到功率发射端的耐高频线缆，以在承载高频电流通过的同时还具有可靠的抗高频电流引起的各种效应的干扰的能力，从而减少电能在传输过程中的损耗。同时，由于是用来承载高频电流，所以对应地耐高频线缆也需要增加电磁屏蔽屏蔽（EMC）以满足其电磁屏蔽性能要求，对于其内部埋设的低压信号线缆也需要进行单独的屏蔽处理，以使耐高频线缆内部低压信号线缆与功率线缆和其它线缆之间实现电磁屏蔽。但目前的常规充电线并不具备以上电磁屏蔽性能。

因此，传统的电动汽车的无线充电装置的电源到功率发射端的线缆在高频电流通过时，会因高频电流引起的各种效应导致损耗高，且其整体线缆及内部低压信号线缆不具备电磁屏蔽性能是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的电动汽车的无线充电装置的电源到功率发射端的线缆在高频电流通过时，会因高频电流引起的各种效应导致损耗高，且其整体线缆及内部低压信号线缆不具备电磁屏蔽性能的技术问题，提出一种用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置。

为解决以上问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种用于无线充电的耐高频线缆，包括第一绝缘护套，第一绝缘护套内敷第一电磁屏蔽层，第一电磁屏蔽层内包裹有信号线缆、利兹线缆，信号线缆包括：第二绝缘护套，第二绝缘护套内敷第二电磁屏蔽层，第二电磁屏蔽层内包裹有由多股信号导体构成的信号线芯；利兹线缆包括：第三绝缘护套，第三绝缘护套包裹有由多股利兹线导体相互缠绕成的利兹线芯，利兹线导体外覆利兹线绝缘层。

进一步地，第一电磁屏蔽层包括：敷设于第一绝缘护套的内层的第一屏蔽编织网，第一屏蔽编织网内敷第一金属麦拉；第二电磁屏蔽层包括：敷设于第二绝缘护套的内层的第二屏蔽编织网，第二屏蔽编织网内敷第二金属麦拉。

优选地，利兹线芯与第三绝缘护套之间还设有缠绕膜。

优选地，信号线芯由多股信号导体相互绞合构成。

进一步地，第一电磁屏蔽层内还包裹有接地线、导气管，第一电磁屏蔽层内在利兹线缆、信号线缆、接地线、导气管与第一电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第一填充物，第二电磁屏蔽层内在多股信号导体与第二电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第二填充物。

进一步地，信号导体外覆第一绝缘层，接地线包括：接地线导体，接地线导体外覆第二绝缘层。

优选地，第一绝缘护套或第二绝缘护套均由TPE、XLPE或硅橡胶等材料制成。

优选地，利兹线绝缘层为绝缘漆膜制成。

优选地，第一屏蔽编织网和第二屏蔽编织网均由铜丝或钢丝编织而成。

本实用新型还提供一种电动汽车无线充电装置，包括电源、功率发射端，设于电动汽车的充电接收端，电源和功率发射端之间连接有上述的耐高频电缆。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置具有以下有益效果：

本实用新型提供的用于无线充电的耐高频线缆及电动汽车无线充电装置，其耐高频线缆的外层带电磁屏蔽，耐高频线缆的内部包裹有用于承载高频电流并减小其功率消耗、可传输较高无线充电功率的利兹线缆，以及可通过低压信号的信号线缆，且信号线缆的外部单独设有电磁屏蔽从而可实现抗内部高频电流干扰，使得使用本实用新型提供的耐高频线缆兼顾耐高频电流及电磁屏蔽、低压信号抗干扰传输的功能，因而使用了上述耐高频电缆的电动汽车无线充电装置可以同时实现较小损耗、较高效率的功率传输和较强抗干扰的信号传输。

附图说明

图1为本实用新型提供的耐高频线缆的一种实施例的整体剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的耐高频线缆的一种实施例的信号线缆的剖面结构示意图；

图3为本实用新型提供的耐高频线缆的一种实施例的利兹线缆的剖面结构示意图；

图4为本实用新型提供的耐高频线缆的一种实施例的接地线的剖面结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-第一绝缘护套；2-信号线缆；21-第二绝缘护套；22-信号导体；23-第二屏蔽编织网；24-第二金属麦拉；25-第二填充物；26-第一绝缘层；3-利兹线缆；31-第三绝缘护套；32-利兹线芯；33-缠绕膜；4-第一屏蔽编织网；5-第一金属麦拉；6-接地线；61-接地线导体；62-第二绝缘层；7-导气管；8-第一填充物。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

请参阅图1，本实用新型提供的用于无线充电的耐高频线缆，包括第一绝缘护套1，该第一绝缘护套1优选为由热塑性弹性体（TPE）、交联聚乙烯（XLPE）或硅橡胶等材料制成。第一绝缘护套1作为整个耐高频线缆的最外层结构，具有为整个耐高频电缆整体提供最外层加强绝缘性能，以及提高耐高频电缆的耐压和耐磨防护作用。

在本实施例中，第一绝缘护套1的内层敷设有第一电磁屏蔽层，第一电磁屏蔽层包括：敷设于第一绝缘护套1内层的第一屏蔽编织网4，该第一屏蔽编织网4优选为由铜丝或钢丝编织而成，作为第一电磁屏蔽层的第一道电磁屏蔽结构。第一屏蔽编织网4的内层敷设有第一金属麦拉5，该第一金属麦拉5可以是铝箔麦拉，也可以是铜箔麦拉，第一金属麦拉5作为第一电磁屏蔽层的第二道电磁屏蔽结构，与第一道电磁屏蔽结构的第一屏蔽编织网4一同构成为整个耐高频电缆提供电磁屏蔽的第一电磁屏蔽层，极大地提高了耐高频电缆的整体电磁屏蔽性能，保证对耐高频电缆内部的高频线缆通过的高频电流产生有效的屏蔽作用，以防止其对耐高频电缆布线路线周围的其它电子元器件产生电磁干扰，影响整个无线充电装置的正常工作。

请参阅图2，在本实施例中，第一电磁屏蔽层内包裹有信号线缆2、利兹线缆3，其中信号线缆2用于无线充电装置的电源端和功率发射端之间设备通讯的信号（包括控制信号等，优选为低压信号）传递，该信号线缆2包括：第二绝缘护套21，该该第二绝缘护套21优选为由与第一绝缘护套1相同的热塑性弹性体（TPE）、交联聚乙烯（XLPE）或硅橡胶等材料制成。第二绝缘护套21作为信号线缆2的最外层结构，具有为整个信号电缆整体提供最外层加强绝缘性能，以及提高信号电缆的耐压和耐磨防护作用。

第二绝缘护套21的内层敷设有第二电磁屏蔽层，第二电磁屏蔽层包括：敷设于第二绝缘护套21内层的第二屏蔽编织网23，该第二屏蔽编织网23优选为由与第一屏蔽编织网4相同的铜丝或钢丝编织而成，作为第二电磁屏蔽层的第一道电磁屏蔽结构。第二屏蔽编织网23的内层敷设有第二金属麦拉24，该第二金属麦拉24可以是与第一金属麦拉5相同的铝箔麦拉，也可以是铜箔麦拉，第二金属麦拉24作为第二电磁屏蔽层的第二道电磁屏蔽结构，与第一道电磁屏蔽结构的第二屏蔽编织网23一同构成为耐高频电缆内部的信号电缆提供电磁屏蔽保护的第二电磁屏蔽层，保证信号电缆对耐高频电缆内部的高频线缆通过的高频电流产生有效的屏蔽作用，以防止高频电流对信号电缆的信号传递产生干扰，做到在耐高频电缆同时具备向外（防止高频电流对耐高频线缆外部的其它电子元器件产生电磁干扰）和向内（防止高频电流对耐高频线缆内部的信号电缆产生电磁干扰）两个方向上的电磁屏蔽作用，同步保障内部信号电缆和外部电子元器件在正常的电磁环境下工作。

在本实施例中，第二电磁屏蔽层内包裹有由多股信号导体22构成的信号线芯，数量由实际需求而定，优选为由八股或十股信号导体22构成该信号线芯。 该信号导体22优选为铜或铜合金制成，信号导体22外覆第一绝缘层26，该第二绝缘层62优选为聚氯乙烯或特氟龙制成。作为优选的实施方式，信号线芯由多股信号导体22相互绞合构成，作为更优的实施方式，每两根信号导体22之间可按照一定的绞距进行双绞，以进一步提高信号线芯的的电磁屏蔽性能。

请参阅图3，在本实施例中，利兹线缆3可以设置有多根，优选为一共设有四根。每个利兹线缆3包括：第三绝缘护套31，第三绝缘护套31作为整个利兹线缆3的最外层结构，具有为整个利兹线缆3整体提供最外层加强绝缘性能，以及提高利兹线缆3的耐压和耐磨防护作用。第三绝缘护套31包裹有由多股利兹线导体相互缠绕成的利兹线芯32，该利兹线导体优选为铜或铜合金（如紫铜）制成，该利兹线导体的直径优选为0.08-0.21mm；此处的多股利兹线导体相互缠绕，是指至少两股利兹线导体通过沿其直径、通过一定的绞距相互均匀编织或绞合成一股作为整体的利兹线芯32。利兹线导体外覆利兹线绝缘层（图中未示出），该利兹线绝缘层优选为绝缘漆制成的薄膜，即该利兹线绝缘层与利兹线导体构成漆包线结构。利兹线绝缘层的设置，使各股利兹线导体之间相互绝缘，可减小其承载的高频电流通过时产生的涡流损耗，从而进一步提高利兹线缆3对高频电流的传输效率。作为更优的实施方式，该绝缘漆为聚氨酯，也可以是聚酯亚胺漆。

作为优选的实施例，利兹线芯32与第三绝缘护套31之间还设有缠绕膜33，此缠绕膜33优选为耐高温的塑料或塑胶薄膜，是可根据利兹线缆3的生产制程情况依实际需求设置的结构，可使多股利兹线导体相互编织或绞制时，保证其形成的利兹线芯32具备一定的圆度，且彼此之间不易松散开来，以便是最外层的第三绝缘护套31对内部的利兹线芯32包覆顺畅。

请一并参阅图1、4在本实施例中，第一电磁屏蔽层内还包裹有接地线6、导气管7，其中接地线6用于在无线充电装置漏电时，将电流接入大地从而避免操作人员触电，以保护操作人员的生命安全，该接地线包括：接地线导体61，该接地线导体61优选为铜或铜合金导体。该接地线导体的外层覆有第二绝缘层62，该第二绝缘层62优选为聚氯乙烯或特氟龙制成。导气管7优选为塑料或塑胶制成的中空管，一方面可以起到填充耐高频线缆内部空隙、使耐高频线缆整体裹圆的作用；另一方面导气管7的内部中空结构可以实现线缆两端气体空间的互通导通，以实现耐高频线缆内部平衡气压。

请一并参阅图1-2，作为优选的实施方式，第一电磁屏蔽层内在利兹线缆3、信号线缆2、接地线6、导气管7与第一电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第一填充物8，第二电磁屏蔽层内在多股信号导体22与第二电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第二填充物25。第一填充物8、第二填充物25优选为绳索、线带等柔性材料，其中第一填充物8起到填充耐高频线缆内部的利兹线缆3、信号线缆2、接地线6和导气管7等各内部线缆之间的空隙、使耐高频线缆整体裹圆的作用，即在将耐高频线缆内部的利兹线缆3、信号线缆2、接地线6和导气管7等各内部线缆、结构之间的缝隙填充圆满后与这些内部线缆、结构一起构成内部圆柱体，从而保证第一绝缘护套1在耐高频线缆最外层形成的圆柱度。第二填充物25起到填充信号线缆2内部的多股信号导体22之间的空隙、使信号线缆2整体裹圆的作用，即在将信号线缆2内部的多股信号导体22之间的缝隙填充圆满后与多股信号导体22一起构成内部圆柱体，从而保证第二绝缘护套21在信号线缆2最外层形成的圆柱度。

本实用新型还提供一种电动汽车无线充电装置，包括电源、功率发射端，设于电动汽车的充电接收端（图中未示出），电源和功率发射端之间连接有上述的耐高频电缆。由于该电动汽车无线充电装置使用了上述的耐高频电缆，因此该电动汽车无线充电装置可支持传输较高的无线充电功率，并同时具有较强的电磁屏蔽和信号传输抗干扰性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无线充电的耐高频线缆，其特征在于，包括第一绝缘护套，所述第一绝缘护套内敷第一电磁屏蔽层，所述第一电磁屏蔽层内包裹有信号线缆、利兹线缆，所述信号线缆包括：第二绝缘护套，所述第二绝缘护套内敷第二电磁屏蔽层，所述第二电磁屏蔽层内包裹有由多股信号导体构成的信号线芯；所述利兹线缆包括：第三绝缘护套，所述第三绝缘护套包裹有由多股利兹线导体相互缠绕成的利兹线芯，所述利兹线导体外覆利兹线绝缘层。

2.如权利要求1所述的耐高频线缆，其特征在于，所述第一电磁屏蔽层包括：敷设于所述第一绝缘护套的内层的第一屏蔽编织网，所述第一屏蔽编织网内敷第一金属麦拉；所述第二电磁屏蔽层包括：敷设于所述第二绝缘护套的内层的第二屏蔽编织网，所述第二屏蔽编织网内敷第二金属麦拉。

3.如权利要求1所述的耐高频线缆，其特征在于，所述利兹线芯与所述第三绝缘护套之间还设有缠绕膜。

4.如权利要求1所述的耐高频线缆，其特征在于，所述信号线芯由所述多股信号导体相互绞合构成。

5.如权利要求1-4任一项所述的耐高频线缆，其特征在于，所述第一电磁屏蔽层内还包裹有接地线、导气管，所述第一电磁屏蔽层内在所述利兹线缆、信号线缆、接地线、导气管与第一电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第一填充物，所述第二电磁屏蔽层内在所述多股信号导体与所述第二电磁屏蔽层之间的空隙处还填有第二填充物。

6.如权利要求5所述的耐高频线缆，其特征在于，所述信号导体外覆第一绝缘层，所述接地线包括：接地线导体，所述接地线导体外覆第二绝缘层。

7.如权利要求1所述的耐高频线缆，其特征在于，所述第一绝缘护套或第二绝缘护套均由TPE、XLPE或硅橡胶等材料制成。

8.如权利要求1所述的耐高频线缆，其特征在于，所述利兹线绝缘层为绝缘漆膜制成。

9.如权利要求2所述的耐高频线缆，其特征在于，所述第一屏蔽编织网和所述第二屏蔽编织网均由铜丝或钢丝编织而成。

10.一种电动汽车无线充电装置，包括电源、功率发射端，设于电动汽车的充电接收端，其特征在于，所述电源和所述功率发射端之间连接有如权利要求1-9任一项所述的耐高频电缆。

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