CN218826354U - 一种液冷线缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液冷线缆，包括，至少一根导体以及包裹所述导体的导体容置部，所述导体容置部内部设置内液冷通道，所述导体容置部外周套设护套层，在所述导体容置部和所述护套层之间设置外液冷通道，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部流通冷却液。根据本公开的一种液冷线缆，通过将导体容置部设置成环形结构，内环为内液冷通道，外环为外液冷通道，通过在内液冷通道以及外液冷通道中流通冷却液，可同时对设置在导体容置部中的导体进行降温，以此带走导体在充电过程中产生的热量，以此，提高导体的充电电流，缩短蓄电池的充电时间。

Description

一种液冷线缆

技术领域

本实用新型涉及线缆技术领域，更具体地，涉及一种液冷线缆。

背景技术

随着石油资源的不断消耗，新能源的出现迅速占领市场，与新能源配套使用的电动汽车降低了污染和成本，但是行驶一段时间后就需要充电，然而充电时间相比燃油车加油时间要漫长，然而，随着新能源汽车行业的快速发展，电动汽车的续航里程不断提高，电池的容量也越来越大，需要提升充电功率实现快速充电来解决充电速度的问题。提高充电电流是实现大功率充电的常用方法，通常会考虑增大线径提高线缆的载流能力，但增大线径则会导致线缆尺寸和重量的提升，而且随着充电电流的进一步增大，单纯增大电缆线径已不可行。

如何提供一种不增加线缆线径同时能够提高线缆载流能力的液冷线缆成为本领域亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种液冷线缆的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种液冷线缆，包括，至少一根导体以及包裹所述导体的导体容置部，所述导体容置部内部设置内液冷通道，所述导体容置部外周套设护套层，在所述导体容置部和所述护套层之间设置外液冷通道，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部流通冷却液。

可选地，所述导体容置部材质为导热材料。

可选地，所述导热材料为导热橡胶或者导热硅胶。

可选地，所述导体容置部内周套设有第一管体，所述第一管体内部为所述内液冷通道。

可选地，所述导体容置部外周设置有第二管体，所述第二管体和所述护套层之间设置为所述外液冷通道。

可选地，所述护套层内周设置有第三管体，所述第三管体和所述导体容置部之间为所述外液冷通道。

可选地，所述导体容置部外周设置有第二管体，所述护套层内周设置有第三管体，所述第二管体和所述第三管体之间为所述外液冷通道。

可选地，所述内液冷通道与所述外液冷通道同心设置。

可选地，所述内液冷通道内设置第一支撑骨架，所述第一支撑骨架沿所述液冷线缆轴向设置通孔，所述第一支撑骨架用于支撑所述内液冷通道。

可选地，所述第一支撑骨架为弹簧。

可选地，所述第一支撑骨架包括多个子骨架，所述子骨架间隔设置在所述内液冷通道中。

可选地，所述外液冷通道内设置第二支撑骨架，所述第二支撑骨架设置在外液冷通道内用于支撑所述外液冷通道。

可选地，所述第二支撑骨架为支撑弹簧，所述支撑弹簧由多组第一螺旋圈和第二螺旋圈间隔设置构成，所述第一螺旋圈的直径大于所述第二螺旋圈的直径，所述第一螺旋圈的外周抵接所述外液冷通道的径向外侧壁；所述第二螺旋圈的内周抵接所述外液冷通道的径向内侧壁。

可选地，所述液冷线缆还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述护套层内周。

可选地，所述液冷线缆还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述导体容置部外周。

可选地，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部截面积相差不超过8％。

可选地，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部截面积之和，占所述液冷线缆截面积的15％-45％。

可选地，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部冷却液的流动方向相反。

可选地，所述冷却液的冷却速率是0.05k/s-5k/s。

可选地，所述冷却液的流动速率为0.5ml/s-50ml/s。

根据本公开的一种液冷线缆，具有如下有益效果：

1、通过将导体容置部设置成环形结构，内环为内液冷通道，外环为外液冷通道，通过在内液冷通道以及外液冷通道中流通冷却液，可同时对设置在导体容置部中的导体进行降温，带走导体在充电过程中产生的热量，提高导体的充电电流，缩短蓄电池的充电时间。

2、导体容置部材质为导热材料，能够将导体产生的热量，快速传递给内液冷通道以及外液冷通道中流通的冷却液，降低导体的工作温度，以此提高导体的载流能力。

3、通过在内液冷通道中设置第一管体或者第一支撑骨架，能够增加内液冷通道的结构稳定性，避免内液冷通道在液冷线缆弯折以及布线的过程中堵塞，导体冷却液流通不畅，影响导体温度的消散，导致导体的温度快速增加，造成燃烧事故以及财产损失。

4、通过在外液冷通道中设置第二管体，第三管体以及第二支撑骨架，可避免液冷线缆最外侧的护套层凹陷，造成外液冷通道堵塞，冷却液在外液冷通道中的流通受阻，不能及时的带走导体产生的热量，降低线缆的载流能力，增大导体燃烧的危险。

5、通过设置屏蔽层，有效的屏蔽导体通电产生的电磁干扰。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一种液冷线缆的优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种液冷线缆的第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一种液冷线缆的第三实施例的结构示意图；

图4为本实用新型一种液冷线缆的第四实施例的结构示意图；

图5为图4中支撑弹簧的结构示意图；

图6为图4中子骨架的侧视图。

图中标示如下：

101-导体；102-导体容置部；103-内液冷通道；104-护套层；105-外液冷通道；106-第一管体；107-第二管体；108-第三管体；109-支撑弹簧；1091- 第一螺旋圈；1092-第二螺旋圈；110-屏蔽层；111-子骨架；112-通孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

根据本公开的一种液冷线缆，如图1至图6所示，包括，至少一根导体101以及包裹所述导体101的导体容置部102，所述导体容置部102内部设置内液冷通道103，所述导体容置部102外周套设护套层104，在所述导体容置部102和所述护套层104之间设置外液冷通道105，所述内液冷通道103与所述外液冷通道105内部流通冷却液。

具体实施时，如图1和图2所示，通过将导体容置部102设置成环形结构，内环为内液冷通道103，外环为外液冷通道105，通过在内液冷通道 103以及外液冷通道105中流通冷却液，可同时对设置在导体容置部102 中的导体101进行降温，以此带走导体101在充电过程中产生的热量，以此，提高导体101的充电电流，缩短蓄电池的充电时间，解决使用者的里程焦虑。

由于导热橡胶的绝缘性，多根导体101可以间隔挤制在导体容置部102 中，导体101外周不单独挤制绝缘层(如图1所示)，各导体101之间互不接触且通过导热橡胶将各导体101彼此隔开,确保各导体101之间处于绝缘层状态，每一导体101根据线径的不同设置成正极导体，负极导体，PE 线或者控制线等，以满足实际生产需要。也可将包覆有绝缘层的导体101 设置在导体容置部102中(如图2至图4所示)，进一步降低液冷线缆的漏电风险，防止发生火灾，人员伤亡以及财产损失。

在导体容置部102内设置多根导体101时，导体101可以根据需要设置成正极导体，负极导体，PE线以及控制线，满足液冷线缆作为充电桩，充电枪，车载蓄电池的充电座上使用的充电线使用，方便液冷线缆的布线。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述导体容置部102材质为导热材料。

具体实施时，导体容置部102材质为导热材料，能够将导体101产生的热量，快速传递给内液冷通道103以及外液冷通道105中流通的冷却液，降低导体101的工作温度，以此提高导体101的载流能力。

进一步的，所述导热材料为导热橡胶或者导热硅胶。

导热橡胶和导热硅胶均具有绝缘性和导热性，绝缘性可降低导体101 在使用过程中出现漏电的风险，进一步保护使用者的人身安全；导热性可快速传递导体101在导通大电流的过程中产生的热量，以使得热量通过导体容置部102快速传递给冷却液，以此降低导体101的温度，提高导体101 的载流能力，缩短蓄电池的充电时间。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述导体容置部102内周套设有第一管体106，所述第一管体106内部为所述内液冷通道103。

具体实施时，通过设置第一管体106支撑导体容置部102的内圆，可以提高内液冷通道103结构的稳定性。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述导体容置部102外周设置有第二管体107，所述第二管体107和所述护套层104之间设置为所述外液冷通道105。

具体实施时，通过设置第二管体107套设导体容置部102的外圆周，可以提高外液冷通道105结构的稳定性以及保护导体容置部102。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述护套层104内周设置有第三管体108，所述第三管体108和所述导体容置部102之间为所述外液冷通道105。

具体实施时，通过第三管体108，起到支撑护套层104的作用，防止护套层104向内凹陷，影响液冷线缆的整体结构的稳定。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述导体容置部102外周设置有第二管体107，所述护套层104内周设置有第三管体108，所述第二管体107和所述第三管体108之间为所述外液冷通道105。

具体实施时，通过设置第二管体107以及第三管体108，第二管体107 和第三管体108之间形成外液冷通道105，可增加外液冷通道105结构的稳定性。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图1至图4所示，所述内液冷通道103与所述外液冷通道105同心设置。使得线缆内部结构对称，在冷却液流通内液冷通道103以及外液冷通道105的过程中，易于将外液冷通道105的圆环宽度设置成相等，使得冷却液在外液冷通道105中流通更为顺畅，快速带走导体101在充电过程中产生的热量，提高导体101的载流能力，缩短充电桩为车载蓄电池充电的时间。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述内液冷通道103内设置第一支撑骨架，所述第一支撑骨架沿所述液冷线缆轴向设置通孔112，所述第一支撑骨架用于支撑所述内液冷通道。

具体实施时，通过设置第一支撑骨架，可防止内液冷通道103在弯折或使用过程中凹陷，避免冷却液流通不畅，使得冷却液不能及时快速的带走导体101产生的热量。

第一支撑骨架可以直接抵接在环形的导体容置部102的内圆周；另一种情况为导体容置部102的内圆周设置第一管体106，第一支撑骨架可以直接抵接在第一管体106的内圆周。

进一步的，所述第一支撑骨架为弹簧。

具体实施时，第一支撑骨架为弹簧，可起到支撑内液冷通道103的作用，避免内液冷通道103发生凹陷，在液冷线缆的弯折以及使用过程中，起到支撑作用。

进一步的，如图4和图6所示，所述第一支撑骨架包括多个子骨架111，所述子骨架111间隔设置在所述内液冷通道103中。

具体实施时，通过在内液冷通道103中每间隔一定的距离设置一个子骨架111，第一支撑骨架的用量最小，降低生产成本，减轻液冷线缆的重量，每一子骨架111上均设置有通孔112供冷却热流过。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述外液冷通道105内设置第二支撑骨架，所述第二支撑骨架设置在外液冷通道105内用于支撑所述外液冷通道105。

具体实施时，通过设置第二支撑骨架，可以加固外液冷通道105的结构，使其稳定，避免外液冷通道105的通道壁相互接触，阻碍冷却液的流通。

进一步的，如图4和图5所示，所述第二支撑骨架为支撑弹簧109，所述支撑弹簧109由多组第一螺旋圈1091和第二螺旋圈1092间隔设置构成，所述第一螺旋圈1091的直径大于所述第二螺旋圈1092的直径，所述第一螺旋圈1091的外周抵接所述外液冷通道的径向外侧壁，所述第二螺旋圈1092的内周抵接所述外液冷通道的径向内侧壁。

具体实施时，通过将第二支撑骨架设计成第一螺旋圈1091和第二螺旋圈1092间隔设置的弹簧，直径较小的第二螺旋圈1092的内径靠近所述导体容置部102一侧的外液冷通道105的第二侧壁设置，直径较大的第一螺旋圈1091的外径与靠近所述护套内壁一侧所述外液冷通道105的第一侧壁设置，起到支撑外液冷通道105的作用，避免外液冷通道105变形或者凹陷，影响冷却液的流通，降低导体101的散热能力。

具体实施时，外液冷通道105径向外侧壁与外液冷通道105径向内侧壁具有如下四种情形：

1、外液冷通道105径向外侧壁为护套层104的内壁，外液冷通道105 径向内侧壁为导体容置部102的外周；

2、外液冷通道105径向外侧壁为护套层104的内壁，外液冷通道105 径向内侧壁为第二管体107的外周；

3、外液冷通道105径向外侧壁为第三管体108的内壁，外液冷通道105径向内侧壁为导体容置部102的外周；

4、外液冷通道105径向外侧壁为第三管体108的内壁，外液冷通道 105径向内侧壁为第二管体107的外周。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述液冷线缆还包括屏蔽层110，所述屏蔽层110设置在所述护套层104内周。

具体实施时，通过在护套层104内周设置屏蔽层110，可有效屏蔽掉导体101在通电过程中产生的电磁干扰，避免影响其他控制系统的正常使用。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，如图3和图4所示，所述液冷线缆还包括屏蔽层110，所述屏蔽层110设置在所述导体容置部102 外周。

具体实施时，通过在导体容置部102外周设置屏蔽层110，可有效屏蔽掉导体101在通电过程中产生的电磁干扰，避免影响其他控制系统的正常使用。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积相差不超过8％。

内液冷通道103可以设定为冷却液的进液管，外液冷通道105可以设定为冷却液在出液管，作为进液管的内液冷通道103的截面积与作为出液管的外液冷通道105的截面积相差不超过8％，如果相差过大，进液管与出液管单位时间内流通的冷却液的流量相差过大，会出现流过进液管或出液管的冷却液不能充满内液冷通道103或外液冷通道105的情况，不能及时带走导体101在充电过程中产生的热量，导致液冷线缆的温升过高。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积之和，占所述液冷线缆截面积的15％-45％。

发明人为了验证内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积之和占所述液冷线缆截面积的百分比对线缆温升的影响，选用多根相同截面积、相同材质、相同长度的液冷线缆，并导通相同的电流，只调整内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的比值，采用不同内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的比值，在内液冷通道103或外液冷通道105中流通冷却液，对线缆进行冷却，并读取各个线缆的温升值，记录在表1中。

实验方法是在封闭的环境中，采用内液冷通道103与所述外液冷通道 105内部截面积之和占所述液冷线缆截面积的不同百分比的线缆，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表1：内液冷通道103与外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的不同百分比对液冷线缆温升的影响

从上表1中可以看出，当内液冷通道103与外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截截面积的百分比小于15％时，液冷线缆的温升值不合格，当内液冷通道103与外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的百分比大于等于15％时，液冷线缆的温升值合格，但是，内液冷通道 103与所述外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积内部截面积的百分比大于45％时，液冷线缆的温升没有明显的下降，而且，内液冷通道103与外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的百分比越大，液冷线缆外径越大，或者即使液冷线缆的外径不变，液冷线缆中设置的导体101的线径越细，导体101越容易损坏，所以，增大内液冷通道103与外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的百分比，已失去实际意义，因此，发明人将内液冷通道103与所述外液冷通道105内部截面积之和占液冷线缆截面积的15％-45％。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述内液冷通道103与所述外液冷通道105内部冷却液的流动方向相反。

具体实施时，内液冷通道103作为进液管或出液管的中的一者，外液冷通道105作为进液管或出液管的中的另一者，通过在内液冷通道103以及外液冷通道105中流通冷却液，同时在内液冷通道103以及外液冷通道 105之间完成冷却液的循环，对导体101进行液冷降温，增大导体101的载流能力。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述冷却液的冷却速率是 0.05k/s-5k/s。

发明人为了验证冷却液的冷却速率对液冷线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的多组液冷线缆，导通相同的电流，冷却液以不同冷却速率通过内液冷通道103以及外液冷通道105，对液冷线缆进行冷却，并读取各个液冷线缆的温升值，记录在表2中。

实验方法是在封闭的环境中，将不同冷却速率的液冷线缆，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表2：不同的冷却速率对液冷线缆温升的影响

从上表2中可以看出，当冷却速率小于0.05℃/min时，液冷线缆的温升值不合格，当冷却速率大于等于0.05℃/min时，液冷线缆的温升值合格，但是，冷却速率大于5℃/min时，液冷线缆的温升没有明显的下降，而且冷却速率越大，对液冷通道的质量要求以及冷却液的流动速率的要求都会进一步提高，增大液冷线缆的制造成本，而此时液冷线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液的冷却速率设定0.05k/s-5k/s。

根据本公开的一种液冷线缆的一实施例中，所述冷却液的流动速率为 0.5ml/s-50ml/s。

发明人为了验证冷却液在液冷通道中流动速率对液冷线缆温升的影响，选用材质，尺寸完全相同的多组液冷线缆，此时，导通相同的电流，冷却液采用不同流动速率通过内液冷通道103以及外液冷通道105，对液冷线缆进行冷却，并读取各个液冷线缆的温升值，记录在表3中。

实验方法是在封闭的环境中，将冷却液以不同流动速率流过内液冷通道103以及外液冷通道105，导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。

表3：冷却液以不同流动速率通过液冷通道对液冷线缆温升的影响

从上表3中可以看出，当冷却液在液冷通道(液冷通道可以是内液冷通道，也可以是外液冷通道)的流动速率小于0.5ml/s时，液冷线缆的温升值不合格，当冷却液在液冷通道的流动速率大于等于0.5ml/s时，液冷线缆的温升值合格，但是，流动速率大于50ml/s时，液冷线缆的温升没有明显的下降，而且流动速率越大，对液冷通道的质量要求以及使冷却液流动的循环泵的质量的要求都会进一步提高，而此时液冷线缆的温升已无明显变化。因此，发明人将冷却液在所述液冷通道中流动速率设定为 0.5ml/s-50ml/s。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (20)

1.一种液冷线缆，其特征在于，包括，至少一根导体以及包裹所述导体的导体容置部，所述导体容置部内部设置内液冷通道，所述导体容置部外周套设护套层，在所述导体容置部和所述护套层之间设置外液冷通道，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部流通冷却液。

2.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述导体容置部材质为导热材料。

3.根据权利要求2所述的液冷线缆，其特征在于，所述导热材料为导热橡胶或者导热硅胶。

4.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述导体容置部内周套设有第一管体，所述第一管体内部为所述内液冷通道。

5.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述导体容置部外周设置有第二管体，所述第二管体和所述护套层之间设置为所述外液冷通道。

6.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述护套层内周设置有第三管体，所述第三管体和所述导体容置部之间为所述外液冷通道。

7.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述导体容置部外周设置有第二管体，所述护套层内周设置有第三管体，所述第二管体和所述第三管体之间为所述外液冷通道。

8.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述内液冷通道与所述外液冷通道同心设置。

9.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述内液冷通道内设置第一支撑骨架，所述第一支撑骨架沿所述液冷线缆轴向设置通孔，所述第一支撑骨架用于支撑所述内液冷通道。

10.根据权利要求9所述的液冷线缆，其特征在于，所述第一支撑骨架为弹簧。

11.根据权利要求9所述的液冷线缆，其特征在于，所述第一支撑骨架包括多个子骨架，所述子骨架间隔设置在所述内液冷通道中。

12.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述外液冷通道内设置第二支撑骨架，所述第二支撑骨架设置在外液冷通道内用于支撑所述外液冷通道。

13.根据权利要求12所述的液冷线缆，其特征在于，所述第二支撑骨架为支撑弹簧，所述支撑弹簧由多组第一螺旋圈和第二螺旋圈间隔设置构成，所述第一螺旋圈的直径大于所述第二螺旋圈的直径，所述第一螺旋圈的外周抵接所述外液冷通道的径向外侧壁；所述第二螺旋圈的内周抵接所述外液冷通道的径向内侧壁。

14.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述液冷线缆还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述护套层内周。

15.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述液冷线缆还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述导体容置部外周。

16.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部截面积相差不超过8％。

17.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部截面积之和，占所述液冷线缆截面积的15％-45％。

18.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述内液冷通道与所述外液冷通道内部冷却液的流动方向相反。

19.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述冷却液的冷却速率是0.05k/s-5k/s。

20.根据权利要求1所述的液冷线缆，其特征在于，所述冷却液的流动速率为0.5ml/s-50ml/s。

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