CN217690595U - 电缆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电缆，其包括导线和套设在导线外侧的外护套；外护套内还设置有用于通入冷却介质的冷却介质管，冷却介质管具有分别与外部连通的冷却介质入口和冷却介质出口；导线与冷却介质管的外壁之间填充有导热结构，以使导线的热量经导热结构传递至冷却介质管。本公开提供的电缆通过在电缆中增加用于导热的冷却介质管，来将导线产生的热量通过冷却介质进行吸收，然后排出至外界，实现了对电缆内部的降温，便于在增加导线截面积以提高电缆载流能力的同时，避免出现内部导线在高温环境下氧化，保证了电缆的应用效果。另外，冷却介质管和带电导线相互隔离，避免了出现内部导电的危险，不仅成本低，且维护方便。

Description

电缆

技术领域

本公开涉及电缆制造技术领域，尤其涉及一种电缆。

背景技术

近年来，随着电动汽车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，随着城市运营、长途出行等电动汽车使用场景的出现，快速电能补给是解决充电焦虑必然采取的解决方案。

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，可以通过增加电缆中DC+和DC-导体的截面提升通载电流，但是电缆截面越大，随着使用时间的增加，内部导体在高温环境下更易氧化，一旦超过临界值，就会出现大面积烧蚀情况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种电缆，能够对导线产生的热量进行吸收，避免出现内部导线在高温环境下氧化，保证了电缆的应用效果。

本公开提供了一种电缆，其包括导线和套设在所述导线外侧的外护套；

所述外护套内还设置有用于通入冷却介质的冷却介质管，所述导线与所述冷却介质管的外壁之间填充有导热结构，以使所述导线的热量经所述导热结构传递至所述冷却介质管。

可选的，所述冷却介质管包括第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段均沿所述导线的走向方向延伸，所述第一管段的一端形成所述冷却介质管的冷却介质入口，所述第一管段的另一端与所述第二管段的一端连通，所述第二管段的另一端形成所述冷却介质管的冷却介质出口。

可选的，所述第一管段和所述第二管段沿所述导线的走向方向相互平行设置。

可选的，在所述外护套的内部，所述第一管段和所述第二管段分别位于所述外护套的同一直径方向的两端。

可选的，所述第一管段的横截面面积大于所述第二管段的横截面面积。

可选的，所述第一管段和所述第二管段分别位于所述外护套内的一直径方向的两侧，所述外护套内的具有所述第一管段的一侧为第一换热腔，所述外护套内的具有所述第二管段的一侧为第二换热腔；

所述导线为多根，并且位于所述第一换热腔的所述导线的数量大于位于所述第二换热腔的所述导线的数量。

可选的，所述冷却介质管在所述外护套的内部呈螺旋式绕设。

可选的，所述导线为多根，至少部分所述导线沿所述冷却介质管的外周侧均匀分布。

可选的，所述外护套与所述导线之间、相邻的所述导线之间和所述外护套与所述冷却介质管之间均设置有所述导热结构。

可选的，所述外护套的内壁面覆设有隔热层。

本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的电缆通过在电缆中增加用于导热的冷却介质管，来将导线产生的热量通过冷却介质进行吸收，然后排出至外界，实现了对电缆内部的降温，便于在增加导线截面积以提高电缆载流能力的同时，避免出现内部导线在高温环境下氧化，保证了电缆的应用效果。另外，冷却介质管和带电导线相互隔离，避免了出现内部导电的危险，不仅成本低，且维护方便。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的电缆的内部结构的截面示意图；

图2为本公开实施例所述的电缆的内部结构的截面示意图。

其中，1、外护套；21、第一管段；22、第二管段；3、导热结构；41、DC+导线；42、DC-导线；43、PE导线；44、信号导线；5、隔热层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

对于电动汽车的发展影响，两大最主要的因素就是里程焦虑和充电焦虑。其中，对于里程焦虑来说，随着动力电池技术的不断突破，车载电量增加，电动汽车的续航里程也就逐渐提高，因此，充电反而成为更加核心的技术问题。并且，随着城市运营、长途出行等电动汽车使用场景的出现，迫切需求能够快速进行电能补给的方式，而除了更换电池，快速充电时解决充电焦虑必然采取的方案。

本实施例提供了一种电缆，其通过在电缆内部增加填充有冷却介质的结构，实现了使电缆在使用时能够对其内部进行降温，从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。该电缆的具体结构设置如下：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种电缆，其包括导线和套设在导线外侧的外护套1；外护套1内还设置有用于通入冷却介质的冷却介质管，导线与冷却介质管的外壁之间填充有导热结构3，以使导线的热量经导热结构3传递至冷却介质管。导热结构可以是碳化硅、氧化铝等金属填料，也可以为导热硅脂等液体填料，以保证导热充分，在本实施例中，导热结构3为填充于电缆中的导热填充剂。

电缆中的导线包括有DC+导线41和DC-导线42、PE导线43(指接地导线)、信号导线44等，其中，DC+导线41和DC-导线42用于传输通载电流，因此其为最主要的发热源，本实施例中所要针对进行降温的导线即为电缆中的DC+导线41和DC-导线42。电缆的外护套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来说，也有采用纤维、金属等材料来作为护套使用的情况。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，因此在本实施例中不做限制。对于冷却介质管中充有的冷却介质，相比于气体，液体的冷却效果更佳，因此优选使用液体，例如非绝缘水溶液等，成本低，维护方便。

具体实现时，可通过在电缆外部设置冷却介质循环泵，并且使其与冷却介质管的冷却介质入口和冷却介质出口连通，形成整体循环，从而推动冷却介质在电缆内的冷却介质管中流动，然后经导热结构3传递热量，再通过冷却介质带走功率导体发出的热量。冷却介质能够在冷却介质管中循环，即在电缆内部和外界的空间之间循环，不仅实现了热量传递，还使冷却介质得到了高效利用。并且，还可以使冷却介质循环泵能够调节冷却介质的流速大小，以便于根据不同的使用需求来体现不同的换热效果。另外，还可在电缆的一端部或者侧面开设冷却介质输入口，通过该冷却介质输入口可以在冷却介质的换热能力降低后对其进行更换。

当然，在其他实施例中，也可以不采用使用冷却介质循环泵来使电缆中的冷却介质管来与外界连通，为了方便电缆的设置，减少整体结构复杂度，可以取消冷却介质循环泵的作用支撑，将冷却介质更换为可以发生相变的材质，在此基础上，可使冷却介质管在电缆内部形成封闭的循环回路，当电缆内部温度过高时，冷却介质吸收热量发生相变；当电缆内部温度降至相变临界温度以下时，冷却介质恢复至初始状态。

在此基础上，当该电缆应用于对电动汽车的充电工作中时，还可在车辆的控制系统中写入控制程序，当充电枪插入车辆的充电口内后，控制中心连通电缆内部的感温导线，并且根据感温导线的电阻数据处理并计算得出电缆内部的实时温度，然后与控制系统中写入的充电电缆临界温度设定值进行比较，当检测到电缆内部的实时温度大于该临界温度设定值时，可以通过感温导线或者通讯导线向冷却介质循环泵发出工作指令，使其进行驱动，进而驱使冷却介质管中的冷却介质进行循环，直至重新检测到电缆内部的实时温度小于临界温度设定值时，再发出停止的指令，使冷却介质循环泵停止工作，从而实现了电缆的智能降温。

综上所述，该电缆通过在其内增加用于导热的冷却介质管，来将导线产生的热量通过冷却介质进行吸收，然后排出至外界，实现了对电缆内部的降温，便于在增加导线的横截面积以提高电缆载流能力的同时，避免出现内部导线在高温环境下氧化，保证了电缆的应用效果。另外，冷却介质管和带电导线相互隔离，避免了出现内部导电的危险，不仅成本低，且维护也更方便。

该电缆基于目前的国标标准或美标、欧标充电电缆标准，使其功能能够满足充电枪的传导和传输要求，因此可用于电动汽车的大功率充电中，也可以用于其他需要较大通载电流的充电电缆中。在应用于电动汽车大功率充电的电缆中时，在保证充电操作体验的前提下，其能够带走充电过程中发出的热量，提升HPC(high power charging,指大功率)充电电流至500A以上，同时也解决了随着充电电流过大，充电产品烧蚀的问题发生。

具体地，针对冷却介质管的设置方式，可以使其包括第一管段21和第二管段22，第一管段21和第二管段22均沿导线的走向方向延伸，第一管段21的一端形成冷却介质管的冷却介质入口，第一管段21的另一端与第二管段22的一端连通，第二管段22的另一端形成冷却介质管的冷却介质出口。对于充电电缆来说，可将冷却介质循环泵设置在电缆的一端，方便进行冷却介质管的冷却介质通入，并且使冷却介质入口和冷却介质出口位于电缆的一侧，方便与外部的冷却介质循环泵连接，同时也方便电缆内部其他结构的布置。在此基础上，第一管段21和第二管段22则指代冷却介质进入阶段和冷却介质排出阶段，由于该阶段的划分较为虚拟，无法精确界定，因此此处不对两个管段的长度做具体限定。而冷却介质管的整体长度，可以设置为能够沿导线的走向覆盖整条电缆内部即可，以保证能够对电缆内各个位置处实现降温。进一步地，第一管段21和第二管段22沿导线的走向方向相互平行设置，以尽可能覆盖较大面积，同时方便冷却介质进出口的设置。当然，在其他实施例中，还可采用你其他方式来布设冷却介质管的第一管段21和第二管段22，例如，可使第一管段21分布在电缆的整个长度延伸方向，然后尽量减少第二管段的长度，以使吸收热量后的截止快速排出。

冷却介质管的数量可以是一个，也可以为多个，即多个冷却介质管同时作用，以提高换热效率。在此基础上，冷却介质管可以不用设置为第一管段和第二管段的方式，例如可采用两端封闭的管道或者空腔来填充换热介质，同样能够起到冷却作用。冷却介质管的数量优选为1组，以尽可能减少对电缆的内部空间的占用。当然为了实现更好的冷却效果，也可以设置多组，例如2-3组，其具体的数量可以根据电缆内部空间的大小和所需要实现的冷却效果来确定。

冷却介质管可使用壁厚较薄的轻质管，以使结构重量较小的同时，传热效果尽可能好，并且管路材质也可选用绝缘及抗腐蚀性能较好的材料，以保证使用寿命，避免管路老化而出现冷却介质的泄漏，导致损坏电缆内部其他结构。另外，由于冷却液在长时间的高温情况下可能会发生膨胀，因此，在向冷却介质管中灌注冷却液时，可以通入少量空气，并且施加一定的负压，以保证在高温下冷却介质管内的压强处于可承受范围内。

为了提高换热面积和换热时间，可将冷却介质管在外护套1的内部呈螺旋式绕设，具体地可使冷却介质管和导线一起绕成整股，不仅提高了换热效果，还方便进行电缆的集成和制作。

在本实施例中，为了使在第一管段21进行吸热换热后的冷却介质通过第二管段22时不会对第一管段21的附近区域造成回温，影响换热效率，在外护套1的内部任一截面下，第一管段21和第二管段22均设置为分别位于外护套1的同一直径方向的两端，即，使两者在外护套1内有限的空间中尽可能地相互远离以避免发生传热，影响冷却介质管的吸热效果。

而为了进一步保证吸热换热效果，还可以将第一管段21的横截面面积设置为大于第二管段22的横截面面积。这样可以增加吸热换热过程中第一管段21与导线的接触面积，以使内部尽可能多的冷却介质吸收到外部热量，从而扩大换热效果，而第二管段22的横截面积较小，也能够使其内部流速更高，加快了吸热后冷却介质的排出，同时也减少该过程中的散热。

或者，还可以采用使第一管段21和第二管段22分别位于外护套1内的一直径方向的两侧，并且外护套1内的具有第一管段21的一侧为第一换热腔，外护套1内的具有第二管段22的一侧为第二换热腔；将导线设置为多根，并且位于第一换热腔的导线的数量大于位于第二换热腔的导线的数量。该种设置方式能够将较多的热量分配至第一换热腔，即第一管段21的换热阶段上，以尽可能提高吸热效率。

而当导线设置为多根时，可使至少部分导线沿冷却介质管的外周侧均匀分布，以增加与冷却介质管的接触面积，提高散热均匀性。可将一部分导线均匀分布在第一管段21的外周侧，另一部分导线均匀分布在第二管段22的外周侧，或者也可将所有导线全部均匀分布在第一管段21的外周侧。

导线为多根设置时，不仅具有上述能够进行均匀分配以提高散热均匀性的效果，还能够在同样的导线截面设置下，使造成电缆折弯的半径大大减小，且重量也大大减小，因此，相比于单股导线，多根设置更加方便进行搬运，操作体验也相对更佳。然而，单根导线虽然不足以达到多根的换热能力，但是方便充电枪端子的接线，设置更加方便。

对于导热结构3来说，其需要设置在导线与冷却介质管之间，从而实现对热量的顺利且快速导出，提高热量的传输效率，如图1所示。而对于外护套1内的其他空间，也可选择性进行设置，例如在外护套1与导线之间、相邻的导线之间和外护套1与冷却介质管之间均设置有导热结构3，以使整个外护套1内部的热量均能够实现快速传导，且保证了整个电缆内部的热量分布较为均匀，如图2所示。

最后，为了保证电缆最外层温度不高于人手可接受的温度，在外护套1的内壁面还覆设有隔热层5。隔热层5的设置能够阻断热量外溢，不仅保证电缆外温度，还保证了电缆内的换热。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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；

所述外护套内还设置有用于通入冷却介质的冷却介质管，所述导线与所述冷却介质管的外壁之间填充有导热结构，以使所述导线的热量经所述导热结构传递至所述冷却介质管。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述冷却介质管包括第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段均沿所述导线的走向方向延伸，所述第一管段的一端形成所述冷却介质管的冷却介质入口，所述第一管段的另一端与所述第二管段的一端连通，所述第二管段的另一端形成所述冷却介质管的冷却介质出口。

3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述第一管段和所述第二管段沿所述导线的走向方向相互平行设置。

4.根据权利要求3所述的电缆，其特征在于，在所述外护套的内部，所述第一管段和所述第二管段分别位于所述外护套的同一直径方向的两端。

5.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述第一管段的横截面面积大于所述第二管段的横截面面积。

6.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述第一管段和所述第二管段分别位于所述外护套内的一直径方向的两侧，所述外护套内的具有所述第一管段的一侧为第一换热腔，所述外护套内的具有所述第二管段的一侧为第二换热腔；

所述导线为多根，并且位于所述第一换热腔的所述导线的数量大于位于所述第二换热腔的所述导线的数量。

7.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述冷却介质管在所述外护套的内部呈螺旋式绕设。

8.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述导线为多根，至少部分所述导线沿所述冷却介质管的外周侧均匀分布。

9.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述外护套与所述导线之间、相邻的所述导线之间和所述外护套与所述冷却介质管之间均设置有所述导热结构。

10.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述外护套的内壁面覆设有隔热层。

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