CN217655699U - 电缆和充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆和充电装置，所述电缆包括导线和套设在所述导线外侧的外护套，至少一根所述导线的内部设有沿其走向方向延伸的液冷管，且所述导线的导体包覆在所述液冷管的外周壁上，所述液冷管内填充有冷却液。本实用新型实施例的电缆，在充电过程中，利用外护套将导线产生的热量阻隔在外护套内，以保证电缆的外层温度低于人手的可接受温度，并通过液冷管内的冷却液将产生的热量吸收。因此，通过在导线内部增设填充有冷却液的液冷管，从而实现在电缆使用时能够对其内部进行冷却降温，进而避免电缆温度过高发生氧化。并且，在一定程度上减轻了电缆增加截面的限制，有利于提高电缆通载电流大小。

Description

电缆和充电装置

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种电缆和充电装置。

背景技术

近年来，电动汽车在实际应用推广时，影响其发展的两大主要因素是里程焦虑和充电焦虑。随着动力电池技术的不断突破，车载电量增加，电动汽车续航里程逐渐提高，充电反而变成了一个核心的技术问题。

实现快速充电有提高充电电压和加大充电电流两种途径，因受制于整车工作电压，充电电压较难提高，加大充电电流是较容易实现的方法。加大充电电流需要使用载流能力更大的电缆，相关技术中，一般采用通过增加导体的横截面积的方式提升通载电流，但电缆截面增大，会造成电缆的折弯半径变大和重量增加，充电时拖拽困难，操作体验非常差，此外，目前国标充电电缆内部导体在高温环境下较易氧化，一旦电流超过临界值，温度快速升高，就会出现大面积烧蚀情况。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种电缆，该电缆具有横截面积较小、重量较轻的特点，并且能够对电缆使用过程中产生的热量进行散热处理。

本实用新型的实施例还提出了一种充电装置，该充电装置在保证充电操作体验的前提下，能够带走电缆在充电过程中产生的热量。

本实用新型实施例的电缆包括导线和套设在所述导线外侧的外护套，至少一根所述导线的内部设有沿其走向方向延伸的液冷管，且所述导线的导体包覆在所述液冷管的外周壁上，所述液冷管内填充有冷却液。

本实用新型实施例的电缆，在充电过程中，利用外护套将导线产生的热量阻隔在外护套内，以保证电缆的外层温度低于人手的可接受温度，并通过液冷管内的冷却液将产生的热量吸收。因此，通过在导线内部增设填充有冷却液的液冷管，从而实现在电缆使用时能够对其内部进行冷却降温，进而避免电缆温度过高发生氧化。并且，在一定程度上减轻了电缆增加截面的限制，有利于提高电缆通载电流大小。

在一些实施例中，所述导线包括正极线和负极线，所述正极线包括第一液冷管、包覆在所述第一液冷管外侧的第一导体和包覆在所述第一导体外侧的第一护套，所述负极线包括第二液冷管、包覆在所述第二液冷管外侧的第二导体和包覆在所述第二导体外侧的第二护套。

在一些实施例中，所述第一液冷管的第一端与所述第二液冷管的第一端连通，所述第一液冷管的第二端和所述第二液冷管的第二端中的任意一者形成冷却液出口，另一者形成冷却液入口。

在一些实施例中，所述正极线和所述负极线均为多根，多根所述正极线和多根所述负极线沿所述外护套的周向依次交替布置。

在一些实施例中，所述导线还包括接地线，多根所述正极线和多根所述负极线环绕所述接地线设置。

在一些实施例中，所述导线还包括多根信号线，所述信号线位于所述正极线、所述负极线和所述外护套围成的间隙内。

在一些实施例中，所述正极线和所述负极线均为一根，所述正极线和所述负极线分别位于所述外护套内的一直径方向的两侧。

在一些实施例中，所述第一护套和所述第二护套均为隔热绝缘护套。

在一些实施例中，所述冷却液为非绝缘水溶液或绝缘硅油。

本实用新型实施例的充电装置包括：上述任一实施例中的电缆、充电枪、水泵和水箱，所述电缆的一端与所述充电枪相连，所述水泵的输入端与所述水箱连通，所述水泵输出端与所述液冷管连通以将所述水箱内的冷却液泵入所述液冷管。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的液冷电缆的截面示意图。

图2是本实用新型的另一个实施例的液冷电缆的截面示意图。

图3是本实用新型实施例的充电装置的示意图

附图标记：

电缆100、

外护套1、

正极线2、第一液冷管201、第一导体202、第一护套203、

负极线3、第二液冷管301、第二导体302、第二护套303、

接地线4、信号线5、

充电枪6、水泵7、水箱8、散热器9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图描述本实用新型实施例的电缆。

如图1所示，本实用新型实施例的电缆100包括导线和套设在导线外侧的外护套1，至少一根导线的内部设有沿其走向方向延伸的液冷管，且所述导线的导体包覆在液冷管的外周壁上，以使所述导体产生的热量直接传递至所述液冷管，液冷管内填充有冷却液。

可以理解的是，电缆100中的导线包括DC+导线和DC-导线、PE导线(指接地导线)、信号导线等。其中，DC+导线和DC-导线用于传输通载电流，因此DC+导线和DC-导线为最主要的发热源，液冷管所要针对进行降温的导线即为电缆中的DC+导线和DC-导线。

可选地，作为充电电缆的材质，只要保证使外护套1具备绝缘性且硬度和厚度足够即可。电缆100的外护套1通常采用聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶等材质，而对于一些具有特殊要求的电缆100来说，也有采用纤维、金属等材料来作为护套使用的情况。

本实用新型实施例的电缆100，在充电过程中，利用外护套1将导线产生的热量阻隔在外护套1内，以保证电缆100的外层温度低于人手的可接受温度，并通过液冷管内的冷却液将产生的热量吸收。因此，通过在导线内部增设填充有冷却液的液冷管，从而实现在电缆100使用时能够对其内部进行冷却降温，进而避免电缆100温度过高发生氧化。并且，在一定程度上减轻了电缆100增加截面的限制，有利于提高电缆100通载电流大小。

在一些实施例中，如图1所示，导线包括正极线2(DC+导线)和负极线3(DC-导线)，正极线2包括第一液冷管201、包覆在第一液冷管201外侧的第一导体202和包覆在第一导体202外侧的第一护套203，负极线3包括第二液冷管301、包覆在第二液冷管301外侧的第二导体302和包覆在第二导体302外侧的第二护套303。

可选地，如图1所示，正极线2由第一液冷管201、第一导体202和第一护套203组成。第一护套203包覆在第一导体202的外侧，第一导体202包覆在第一液冷管201的外侧，第一液冷管201内填充冷却液。负极线3由第二液冷管301、第二导体302和第二护套303组成。第二护套303包覆在第二导体302的外侧，第二导体302包覆在第一液冷管201的外侧，第二液冷管301内填充冷却液。

第一导体202和第二导体302为铜导体或者铝导体，优选为导电性更好的，并且第一导体202和第二导体302均为采用专用设备加工制成的编织导体，编织导体呈网状并包覆在液冷管的外周壁上，编织导体所采用的的金属丝的直径不大于0.15mm，编织密度80％～90％，保证第一导体202和第二导体302可以与液冷管充分接触，从而进一步提高散热效率。

当电缆100通电时，第一护套203阻断第一导体202产生的热量外溢，第一液冷管201内的冷却液对第一导体202进行冷却降温。第二护套303阻断第二导体302产生的热量外溢，第二液冷管301内的冷却液对第二导体302进行冷却降温。

区别于相关技术中的液冷电缆，通过在导体的周侧另外设置冷却管路以对导体进行冷却降温，电缆的截面积较大。本实用新型实施例的电缆100采用铜包液的冷却结构，将冷却管路设在导体的内部，从而使电缆100的截面积较小。

进一步地，如图1所示，第一导体202紧密缠绕在第一液冷管201的外周壁上以及第二导体302紧密缠绕在第二液冷管301的外周壁上，以使导体与液冷管的外周壁充分接触，增加导体与液冷管的接触面积，从而提高冷却降温的效果。

此外，第一导体202紧密包覆第一液冷管201，第一护套203紧密包覆第一导体202，从而形成结构紧凑的正极线2。第二导体302紧密包覆第二液冷管301，第二护套303紧密包覆第二导体302，从而形成结构紧凑的负极线3。

具体地，如图1所示，第一护套203的外周壁与第二护套303的外周壁之间相互接触，且第一护套203的外周壁与第二护套303的外周壁均与外护套1的内周壁接触，从而提高了本实用新型实施例的电缆100的紧凑性，进而降低电缆100的截面积。

在一些实施例中，第一液冷管201的第一端与第二液冷管301的第一端连通，第一液冷管201的第二端和第二液冷管301的第二端中的任意一者形成冷却液出口，另一者形成冷却液入口。

可以理解的是，将第一液冷管201与第二液冷管301相连通以实现液冷管内的冷却液循环流动的效果。通过开设冷却液的入口和出口以实现在冷却液的换热能力降低后对其进行更换。

例如，可通过在电缆100外部设置冷却液循环泵，并且使其与冷却液入口和冷却液出口连通，形成整体循环，从而推动冷却液在电缆100内的第一液冷管201与第二液冷管301中流动，从而带走第一导体202和第二导体302发出的热量。因此，冷却液能够在液冷管中循环，即在电缆100的内部和外界的空间之间循环，不仅实现了热量传递，还使冷却液得到了高效利用。并且，还可以通过冷却液循环泵调节冷却液的流速，以便于根据不同的使用需求来实现不同的换热效果。

此外，也可以不采用冷却液循环泵来使电缆100中的液冷管与外界连通。为了方便电缆100的设置，减少整体结构复杂度，可将冷却液更换为可发生相变的材料。在此基础上，将冷却液出口和冷却液入口连通，以使第一液冷管201与第二液冷管301在电缆100的内部形成封闭的循环回路。当电缆100内的部温度过高时，冷却液吸收热量发生相变；当电缆100内部温度降至相变临界温度以下时，冷却液恢复至初始状态。

具体地，如图3所示，第一液冷管的第二端形成冷却液出口，第二液冷管的第二端形成冷却液入口。

在一些实施例中，如图1所示，正极线2和负极线3均为多根，例如，正极线2和负极线3的数量均为2根、3根、4根或者5根等，多根正极线2和多根负极线3沿外护套1的周向依次交替布置。可以理解的是，通过设置多根铜包液结构的正极线2和负极线3，增加了电缆的散热面积，从而提高电缆整体的散热效率。

优选地，如图1所示，正极线2为两根，负极线3为两根，两根正极线2和两根负极线3沿外护套1的周向依次交替布置。两根正极线2沿外护套1的径向相对布置，两根负极线3沿外护套1的径向相对布置，两个第一护套203的外周壁与两个第二护套303的外周壁相互接触，且两个第一护套203的外周壁与两个第二护套303的外周壁均与外护套1的内周壁相互接触。换言之，外护套1紧密包覆在两根正极线2和两根负极线3的周侧。

进一步地，两根第一液冷管201的第一端通过三通接头相连通，两根第二液冷管301的第一端也通过三通接头相连通，两个三通接头上除去被液冷管相连的两个口，两个三通接头上剩余的一个口之间通过U型管连通，以使第一液冷管201的第一端与第二液冷管301的第一端相连通。

在一些实施例中，如图1所示，导线还包括接地线4(PE导线)，多根正极线2和多根负极线3环绕接地线4设置。

具体地，如图1所示，两根正极线2位于接地线4的上下两侧，两根负极线3位于接地线4的左右两侧。两根正极线2和两根负极线3共同限定出放置接地线4的空间，接地线4的外周壁与两个第一护套203的外周壁以及两个第二护套303的外周壁相互接触，从而充分利用外护套1内的空间，提高结构的紧凑性。

在一些实施例中，如图1所示，导线还包括多根信号线5，信号线5位于正极线2、负极线3和外护套1围成的间隙内。

具体地，如图1所示，正极线2、负极线3和外护套1所围成的间隙有四个，且四个间隙内均设有三根信号线5，以将间隙填满，进一步地充分利用外护套1内的空间，提高结构的紧凑性。

在另一些实施例中，如图2所示，正极线2和负极线3均为一根，正极线2和负极线3分别位于所述外护套1内的一直径方向的两侧。

具体地，如图2所示，正极线2和负极线3在上下方向上相对布置，接地线4位于正极线2和负极线3的左侧。较少根的信号线5位于正极线2和负极线3的左侧，且位于接地线4的上下两侧，较多根的信号线5位于正极线2和负极线3的右侧，从而合理利用外护套1内的空间。进一步地，第一液冷管201的第一端与第二液冷管301的第一端通过U型管连通。

可以理解的是，图2实施例的电缆100相比较图1实施例的电缆100。图2实施例的电缆100的正、负极线3仅有一根，其散热效率较低，但降低了制造难度，并且外护套1内具有容纳较大规格的接地线4的空间，而图1实施例的电缆100的正极线2和负极线3的数量更多，内部液冷管的数量更多，散热面积大，散热效果更好，但是加工难度较大。

在一些实施例中，第一护套203和第二护套303均为隔热绝缘护套。可以理解的是，第一护套203和第二护套303阻断第一导体202和第二导体302的电流交汇，并且还阻断第一导体202和第二导体302的热量外溢。

在一些实施例中，冷却液为非绝缘水溶液或绝缘硅油。对比相关技术中，存在将正、负导线浸在冷却液内方式以进行导热降温，但此类型的导热方式所用的冷却液只能为绝缘的冷却液。本实用新型实施例的冷却液填充在液冷管内，冷却液的种类可使用非绝缘水溶液或绝缘硅油，适应范围较广。

下面结合附图描述本实用新型实施例的充电装置。

如图3所示，本实用新型实施例的充电装置包括：上述任一实施例中的电缆100、充电枪6、水泵7和水箱8。电缆100的一端与充电枪6相连，水泵7的输入端与水箱8连通，水泵7输出端与液冷管连通以将水箱内的冷却液泵入液冷管。可以理解的是，水箱8内的冷却液通过水泵7泵入液冷管内，以实现电缆100的可冷却降温的特点。

具体地，如图3所示，正极线2和负极线3均与充电枪6相连，第一液冷管201的第一端与第二液冷管301的第一端连通，水泵7输出端与冷却液入口连通，水箱8的输出端水泵7的输入端连通，水箱8的输入端与冷却液出口连通。进一步地，第一液冷管201和水箱8之间的连接管路上设有散热器9。可以理解的是，水箱8内的冷却液通过水泵7泵入第二液冷管301内，第二液冷管301内的冷却液流至第一液冷管201内，第一液冷管201内的冷却液流至水箱8，冷却液在流至水箱8的过程中经散热器9进行散热降温处理。

因此，本实用新型实施例的充电装置，第一液冷管201、第二液冷管301、水泵7、水箱8和散热器9共同组成一个冷却循环，通过水泵7推动冷却液在液冷管内流动以带走导体产生的热量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆，其特征在于，包括导线和套设在所述导线外侧的外护套(1)，至少一根所述导线的内部设有沿其走向方向延伸的液冷管，且所述导线的导体包覆在所述液冷管的外周壁上，所述液冷管内填充有冷却液。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述导线包括：

正极线(2)，所述正极线(2)包括第一液冷管(201)、包覆在所述第一液冷管(201)外侧的第一导体(202)和包覆在所述第一导体(202)外侧的第一护套(203)；

负极线(3)，所述负极线(3)包括第二液冷管(301)、包覆在所述第二液冷管(301)外侧的第二导体(302)和包覆在所述第二导体(302)外侧的第二护套(303)。

3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述第一液冷管(201)的第一端与所述第二液冷管(301)的第一端连通，所述第一液冷管(201)的第二端和所述第二液冷管(301)的第二端中的任意一者形成冷却液出口，另一者形成冷却液入口。

4.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述正极线(2)和所述负极线(3)均为多根，多根所述正极线(2)和多根所述负极线(3)沿所述外护套(1)的周向依次交替布置。

5.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述导线还包括接地线(4)，多根所述正极线(2)和多根所述负极线(3)环绕所述接地线(4)设置。

6.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述导线还包括多根信号线(5)，所述信号线(5)位于所述正极线(2)、所述负极线(3)和所述外护套(1)围成的间隙内。

7.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述正极线(2)和所述负极线(3)均为一根，所述正极线(2)和所述负极线(3)分别位于所述外护套(1)内的一直径方向的两侧。

8.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述第一护套(203)和所述第二护套(303)均为隔热绝缘护套。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电缆，其特征在于，所述冷却液为非绝缘水溶液或绝缘硅油。

10.一种充电装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的电缆(100)；

充电枪(6)，所述电缆(100)的一端与所述充电枪(6)相连；

水泵(7)和水箱(8)，所述水泵(7)的输入端与所述水箱(8)连通，所述水泵(7)输出端与所述液冷管连通以将所述水箱(8)内的冷却液泵入所述液冷管。

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