CN217280131U - 一种电动汽车大功率充电液冷电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车大功率充电液冷电缆，包括缆芯包带和设置在缆芯包带内的缆芯；所述缆芯包括主绝缘线芯、接地线芯、辅助线芯、控制线芯、屏蔽信号线芯、冷却管和填充绳，所述主绝缘线芯和冷却管相连通；本实用新型的电缆缆芯内设有二根冷却液通道的冷却管，同时DC+、DC‑一对主绝缘线芯导体与绝缘层间设有间隙，间隙中通有冷却液，形成冷却液二进二出的循环系统。所述控制线芯和屏蔽信号线芯中设置有防弹丝，避免使用过程中出现断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。主绝缘导体浸泡在冷却液中，冷却效果好，能够极大的提升电缆通过的电流，在长时间的大功率充电下保持正常工作温度，满足日益增长的对充电速度的要求。

Description

一种电动汽车大功率充电液冷电缆

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，具体涉及一种电动汽车大功率充电液冷电缆。

背景技术

随着电动汽车的快速发展及日益普及，电动汽车续航里程不断提高，充电便利性、高效性依然是用户对于电动汽车的关注点，也是电动汽车发展最重要的制约因素。传统的直流充电电缆通电电流不超过250A，充电时间超过2h，降低了充电桩的使用效率。国内正在研发的大功率充电技术参数:直流充电电压1000～1500V，输出电流500～600A，若使用大功率充电桩充电，充电时间只需要15分钟。

为了提升充电速度，部分厂家试图采用增大导体截面的方法，但这种方法会增加充电电缆的外径和重量，使用非常不便，因此需要对电缆结构进行优化，缩小电缆外径。大功率充电电缆在使用过程中会出现弯曲、拖拽和卷绕等情况，控制线芯在移动使用过程中会出现断芯问题，都直接影响了新能源汽车的充电安全。因此，有必要设计一种电动汽车大功率充电液冷电缆。

专利号CN201910526814.1发明专利提供一种液冷大功率充电桩用电缆及其生产工艺，包括缆芯，以及依次包裹在缆芯外的无纺布绕包层和护套层；所述缆芯包括主线芯、接地线芯、辅助线芯、控制线芯和流通冷却液的冷却管；所述主线芯包括主线芯导体和主线芯辐照绝缘层；所述主线芯导体与主线芯辐照绝缘层间设有空隙，形成供冷却液流动的通道，使主线芯导体浸泡在冷却液中。

其存在如下缺陷：

1）控制线芯导体中没有添加防弹丝，电缆在使用过程中出现弯曲、拖拽和卷绕等情况时，导体会出现断芯问题，影响电缆的使用寿命。

2）填充材料为PP填充绳，且冷却管外没有缠绕铝塑复合带，当电流流过电缆中的导体时，影响电缆的散热效果。

专利号CN202110223681.8发明专利提供一种新能源汽车用液冷大功率充电电缆及制备方法，由内到外依次包括缆芯、绕包带、内护套和外护套，缆芯内部中央位置设回流管，缆芯包括顺序排布于回流管外围的若干动力线芯、若干控制线芯和若干冷却管，相邻两个动力线芯之间的间隙及动力线芯与冷却管之间的间隙分别设置控制线芯。

其存在如下缺陷：

1）控制线芯导体中没有添加防弹丝，电缆在使用过程中出现弯曲、拖拽和卷绕等情况时会出现断芯问题，影响电缆的使用寿命。

2）主绝缘线芯内没有冷却液流动通道，而将冷却管放置在缆芯中，冷却液没有直接与导体接触，冷却效果差。

专利号CN202021552916.5实用新型公开了一种液冷电缆，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。

其存在如下缺陷：

1）控制线芯导体中没有添加防弹丝，电缆在使用过程中出现弯曲、拖拽和卷绕等情况时会出现断芯问题，影响电缆的使用寿命。

2）填充材料为PP填充绳，且冷却管外没有缠绕铝塑复合带，当电流流过电缆中的导体时，影响电缆的散热效果。

发明内容

本实用新型提供了一种电动汽车大功率充电液冷电缆，发明目的是解决：增大电缆充电电流导致导体发热的冷却问题，降低电缆外径和重量；同时解决大功率充电电缆的控制、信号线芯在使用过程中出现的断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。

为达到上述目的，本实用新型所述一种电动汽车大功率充电液冷电缆，包括缆芯包带和设置在缆芯包带内的缆芯；所述缆芯包括主绝缘线芯、接地线芯、辅助线芯、控制线芯、屏蔽信号线芯、冷却管和填充绳，所述主绝缘线芯和冷却管相连通；所述的主绝缘线芯包括内而外依次设置的绞合导体、外导体和绝缘层，所述绞合导体和外导体之间、外导体和绝缘层之间具有间隙；所述的冷却管包括自内而外依次设置的冷却管内腔、冷却管壁和导热层，冷却管内腔用于冷却液的流体通道；所述控制线芯和屏蔽信号线芯中设置有防弹丝。

进一步的，屏蔽信号线芯包括由外而内依次设置的第一内衬层、铜丝编织层、第一包带层和若干根第一绝缘单线；所述控制线芯由外而内依次设置的第二内衬层、第二包带层和若干根第二绝缘单线；所述第一绝缘单线和第二绝缘单线均由5类软铜线和防弹丝绞合而成。

进一步的，第一绝缘单线和第二绝缘单线外包覆有绝缘层，所述绝缘层的材料为EVI-2绝缘料。

进一步的，外导体和绝缘层之间设置有若干支撑件。

进一步的，填充绳采用导热材料。

进一步的，冷却管壁为辐照交联聚烯烃；所述导热层为铝塑复合带。

进一步的，绞合导体采用5类软铜线规则绞合而成，所述外导体采用镀锡铜线编织而成。

进一步的，缆芯包带外包覆有外护套，所述外护套采用EVM-1护套料。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果：

1、控制线芯和屏蔽信号线芯中设置有防弹丝，避免使用过程中出现断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。

2、本实用新型的电缆缆芯内设有二根冷却液通道的冷却管，DC+、DC-一对主绝缘线芯内外导体之间、外导体与绝缘层间具有间隙，间隙中通有冷却液，形成冷却液二进二出的循环系统。同时主绝缘导体浸泡在冷却液中，冷却效果好，能够极大的提升电缆通过的电流，在长时间的大功率充电下保持正常工作温度，满足日益增长的对充电速度的要求，解决电缆通过大电流时导体发热的冷却问题。本实用新型电缆的主绝缘线芯绝缘，同时兼具绝缘和通冷却液体双重作用，可降低电缆外径和重量，使用方便。

3、本实用新型在主绝缘导体外设置镀锡铜丝编织层，维持冷却通道的形状，提高了主线芯外形的稳定性，同时采用镀锡铜丝提高了导体的耐腐蚀性。

4、本实用新型在外导体外设置呈螺旋缠绕或与导体轴向平行排列的支撑件，避免冷却液体流道不会因电缆弯曲或者机械压力导致流量变化，保证稳定而优异的冷却效果。

5、填充绳采用导热材料，提高电缆的散热效果。

6、本实用新型的冷却管为辐照交联聚烯烃，外面缠绕铝塑复合带，与缆芯间隙填充的导热材料接触，提高了电缆的散热效果。

7、本实用新型绝缘采用EVI-2绝缘材料，护套采用EVM-1护套料；控制线芯导体中添加防弹丝，既保证电缆的柔软性，又避免电缆的控制、信号线芯在移动过程中出现断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。

8、本实用新型电缆的护套采用EVM-1护套料，具有优异的耐油性、机械强度、耐磨性和低温性能，长期在地面上刮磨护套无损伤，低温下具有优异的柔软度，油污腐蚀机械性能下降小，护套厚度降低40%以上，电缆外径小且轻便，提升客户使用的体验度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

附图中：1、填充绳，2、冷却管，21、冷却管内腔，22、冷却管壁，23、导热层，3、屏蔽信号线芯，31、第一内衬层，32、铜丝编织层，33、第一包带层，34、第一绝缘单线，4、控制线芯，41、第二内衬层，42、第二包带层，43、第二绝缘单线，5、辅助线芯，51、第一导体，52、第一绝缘层，6、接地线芯，61、第二导体，62、第二绝缘层，7、主绝缘线芯，71、绞合导体，72、外导体，73、支撑件，74、第三绝缘层，8、缆芯包带，9、外护套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种电动汽车大功率充电液冷电缆，包括由外至内依次设置的外护套9、缆芯包带8和缆芯，缆芯由两根主绝缘线芯7、一根接地线芯6、两根辅助线芯5、若干根控制线芯4、屏蔽信号线芯3、两根冷却管2和填充绳1组成。两根主绝缘线芯7分别为DC+主绝缘线芯和DC-主绝缘线芯，DC+主绝缘线芯和一根冷却管2一端连通，DC-主绝缘线芯和另一根冷却管2一端连通。接地线芯6设置在两根冷却管2之间。

外护套9采用EVM-1护套料（聚氨酯弹性体TPU）挤制而成，硬度80-90A，抗撕裂强度40-50N/mm。

缆芯包带8采用无纺布重叠绕包而成。

主绝缘线芯7由内而外依次为绞合导体71、外导体72、支撑件73和第三绝缘层74组成；所述的主绝缘线芯7的绞合导体71采用5类软铜线规则绞合而成，外导体72采用镀锡铜线编织而成，支撑件73采用耐油橡皮材料，设置在编织的外导体72上，多根支撑件73具有间隙，可以是螺旋状或沿导体轴向平行设置，第三绝缘层74采用EVI-2绝缘料（硬乙丙橡胶）挤制而成，绞合导体71与外导体72之间、外导体72与第三绝缘层74之间的间隙用于冷却液的通道。

接地线芯6由自内而外依次设置的第二导体61和第二绝缘层62组成；接地线芯6的第二导体61采用5类软铜线绞合而成，第二绝缘层62采用黄绿双色EVI-2绝缘（硬乙丙橡胶）挤制而成，绿色至少覆盖绝缘线芯表面的30%，且不大于70%，黄色覆盖绝缘线芯的其余部分。

辅助线芯5由自内而外依次设置的第一导体51和第一绝缘层52组成；第一导体51为软铜导体，采用五类软铜线绞合而成，第一绝缘层52采用EVI-2绝缘（硬乙丙橡胶）挤制而成。

控制线芯4由自外而内依次设置的第二内衬层41、第二包带层42和若干根第二绝缘单线43组成；第二内衬层41采用EVM-1护套料（聚氨酯弹性体TPU）挤制而成，第二包带层42采用聚酯带重叠绕包而成，重叠率不小于15%；第二绝缘单线43由内而外依次为5类软铜绞合导体和EVI-2绝缘（硬乙丙橡胶）组成，其中5类绞合导体由软铜线和防弹丝绞合而成，避免使用过程中出现断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。

屏蔽信号线芯3由自外而内依次设置的第一内衬层31、铜丝编织层32、第一包带层33和四根第一绝缘单线34组成；第一内衬层31采用EVM-1护套料（聚氨酯弹性体TPU）挤制而成；铜丝编织层32采用直径不小于0.1mm软铜线编织而成，编织密度不小于80%；第一包带层33采用聚酯带重叠绕包而成，重叠率不小于15%；第一绝缘单线34由内而外依次为5类软铜绞合导体和EVI-2绝缘（硬乙丙橡胶）组成，其中5类绞合导体由软铜线和防弹丝绞合而成，避免使用过程中出现断芯问题，提高电缆使用的可靠性和方便性。

冷却管2由自内而外依次设置的冷却管内腔21、冷却管壁22和导热层23组成；所述冷却管2的冷却管内腔21用于冷却液的流体通道，带走导体发热产生的热量。冷却液为水和乙二醇混合液、水和丙二醇混合液，或绝缘硅油等比热容大的导热材料；所述冷却管壁22为辐照交联聚烯烃材料；所述导热层23采用0.05mm厚铝塑复合带缠绕在冷却管壁外面，铝塑复合带的铝面朝外，有利于散热。

填充绳1采用导热纤维材料。

冷却原理：液冷源推动冷却液进入液冷电缆的DC+、DC-导体，穿过导体到达充电枪的DC+、DC-导电端子，对DC+、DC-导体和导电端子进行冷却，然后流动的冷却液进入液冷电缆缆芯内2个回流冷却管；流动的冷却液带着充电产生的热回到液冷源的冷却单元散热降温后回到动力泵，动力泵推动冷却液连续不断在充电枪导电端子和电缆导体及液冷源之间循环流动进行冷热交换，解决了现有充电技术中的高温发热问题。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (8)

1.一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，包括缆芯包带（8）和设置在缆芯包带（8）内的缆芯；所述缆芯包括主绝缘线芯（7）、接地线芯（6）、辅助线芯（5）、控制线芯（4）、屏蔽信号线芯（3）、冷却管（2）和填充绳（1），所述主绝缘线芯（7）和冷却管（2）相连通；

所述的主绝缘线芯（7）包括内而外依次设置的绞合导体（71）、外导体（72）和绝缘层，所述绞合导体（71）和外导体（72）之间、外导体（72）和绝缘层之间具有间隙；所述的冷却管（2）包括自内而外依次设置的冷却管内腔（21）、冷却管壁（22）和导热层（23），冷却管内腔（21）用于冷却液的流体通道；

所述控制线芯（4）和屏蔽信号线芯（3）中设置有防弹丝。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述屏蔽信号线芯（3）包括由外而内依次设置的第一内衬层（31）、铜丝编织层（32）、第一包带层（33）和若干根第一绝缘单线（34）；所述控制线芯（4）由外而内依次设置的第二内衬层（41）、第二包带层（42）和若干根第二绝缘单线（43）；所述第一绝缘单线（34）和第二绝缘单线（43）均由5类软铜线和防弹丝绞合而成。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述的第一绝缘单线（34）和第二绝缘单线（43）外包覆有绝缘层，所述绝缘层的材料为EVI-2绝缘料。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述外导体（72）和绝缘层之间设置有若干支撑件（73）。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述填充绳（1）采用导热材料。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述冷却管壁（22）为辐照交联聚烯烃；所述导热层（23）为铝塑复合带。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述绞合导体（71）采用5类软铜线规则绞合而成，所述外导体（72）采用镀锡铜线编织而成。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车大功率充电液冷电缆，其特征在于，所述缆芯包带（8）外包覆有外护套（9），所述外护套（9）采用EVM-1护套料。

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