KR20240039240A - Fluid cooling type charging cable for fast charging of electric vehicles - Google Patents
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Abstract
전기차 급속 충전용 액랭식 케이블이 개시된다. 본 발명에 따른 전기차 급속 충전용 액량식 케이블은, 냉각액이 흐를 수 있도록 케이블의 중심부를 따라 형성되는 내부유로와, 내부유로를 나선형 유로로 형성시키기 위해 설치되는 스파이럴 배플(Spiral Baffle), 스파이럴 배플의 외부에 와인딩되는 여러 개의 소선들로 이루어진 도선부 및 도선부를 피복하는 절연튜브를 포함하는 것을 요지로 한다. 이와 같은 구성의 전기차 급속 충전용 액랭식 케이블은, 내부유로에 설치되는 스파이럴 배플에 의하여 내부유로를 따라 흐르는 냉각액이 정체 없이 외측에 배치되는 도선부 방향으로 균일하게 확산되므로 향상된 냉각 성능을 기대할 수 있으며, 스파이럴 배플에 의해 내부유로가 나선형으로 구획됨으로써 제한된 공간에서 냉각액의 유동 경로를 최대한 길게 확보할 수 있어 도선부와의 열교환이 보다 확실하게 이루어져 냉각 효율이 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 케이블 관점에서는 내부에 배치되는 스파이럴 배플이 코어로서 기능하므로 케이블의 반복적인 밴딩에 따른 도선부의 피로파괴도 방지되어 내구성 측면에서 유리한 효과가 있고, 케이블 밴딩 시 도선부의 표면과 절연튜브의 내주면의 직접적인 접촉으로 냉각액이 흐르지 못하는 냉각 불가영역이 발생하던 종래 기술의 문제점도 확실하게 개선할 수 있다.A liquid-cooled cable for fast charging electric vehicles is disclosed. The liquid cable for rapid charging of electric vehicles according to the present invention includes an internal flow path formed along the center of the cable to allow coolant to flow, a spiral baffle installed to form the internal flow path into a spiral flow path, and a spiral baffle. The point is to include a conductor section made up of several wires wound on the outside and an insulating tube covering the conductor section. In a liquid-cooled cable for rapid charging of electric vehicles of this configuration, improved cooling performance can be expected because the cooling liquid flowing along the internal passage is spread uniformly in the direction of the conductor located on the outside without stagnation due to the spiral baffle installed in the internal passage. , the internal flow path is divided into a spiral shape by the spiral baffle, so that the flow path of the coolant can be secured as long as possible in a limited space, and heat exchange with the conductor part can be performed more reliably, greatly improving cooling efficiency. In addition, from the cable's perspective, the internal spiral baffle functions as a core, preventing fatigue destruction of the conductor due to repeated bending of the cable, which has an advantageous effect in terms of durability. When bending the cable, the surface of the conductor and the inner peripheral surface of the insulating tube are damaged. The problem of the prior art, which created an uncoolable area where the coolant could not flow due to direct contact, can also be definitely improved.
Description
본 발명은 전기차 급속 충전기 본체와 충전 커넥터를 연결하는 전기차 급속 충전용 충전케이블에 관한 것으로, 특히 케이블 내부에 냉각액을 흘려 고전압 급속 충전 시 도선에서 발생하는 고온의 열을 상기 냉각액으로 직접 냉각하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a charging cable for fast charging of electric vehicles that connects the main body of an electric vehicle fast charger and a charging connector. In particular, the present invention relates to a charging cable for fast charging of electric vehicles that flows coolant inside the cable and directly cools the high-temperature heat generated from the conductors during high-voltage fast charging with the coolant. This relates to a liquid-cooled charging cable for charging.
최근 전기차의 대중화와 함께 전기차 충전시설이 확충되고 있는 추세이며, 특히 단시간에 충전이 가능하도록 급속 충전이 가능한 급속 충전기가 빠르게 보급되고 있다. 더욱이 국내 전기차 기술 표준화에 따라 향후 보급될 급속 충전기(400㎾ 이상)는 기존의 급속 충전기(50㎾~250㎾)보다 충전 속도가 2배 이상 빠를 것으로 예상된다. Recently, with the popularization of electric vehicles, electric vehicle charging facilities are expanding, and in particular, fast chargers capable of rapid charging to enable charging in a short period of time are rapidly becoming popular. Moreover, with the standardization of domestic electric vehicle technology, the fast chargers (400 kW or more) that will be distributed in the future are expected to have a charging speed more than twice as fast as existing fast chargers (50 kW to 250 kW).
전기차의 충전 속도는 충전 전류의 전압과 밀접한 관련이 있는데, 고전압의 전류일수록 충전 속도는 당연히 빨라지게 된다. 그러나 고전압 전류를 이용하는 급속 충전일수록 충전 시 케이블에서 발생하는 고온의 열(정확하게는 전류가 흐르는 도체에서 발생하는 고온의 열)이 문제가 된다. 고온의 열은 케이블을 손상시켜 수명을 단축시키며, 충전 성능에도 큰 영향을 미치기 때문이다.The charging speed of an electric vehicle is closely related to the voltage of the charging current. Naturally, the higher the voltage, the faster the charging speed. However, the more rapid charging uses high-voltage current, the more problematic the high-temperature heat generated from the cable during charging (more precisely, the high-temperature heat generated from the current-carrying conductor) becomes a problem. This is because high temperatures damage the cable, shortening its lifespan, and have a significant impact on charging performance.
또한, 급속 충전 과정에서 발생되는 고온의 열은 화재의 위험을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 충전용 커넥터를 전기차 커넥터에 장착하거나 전기차 커넥터로부터 분리하여 충전기에 거치하는 과정에서 고온의 열에 의해 승온된 충전케이블이 사용자의 신체에 닿아 불쾌감 또는 불안감을 유발할 수 있으며, 심한 경우 화상을 입힐 수도 있으므로 온도 상승을 억제하는 기술이 반드시 필요하다.In addition, the high temperature heat generated during the fast charging process can not only increase the risk of fire, but also the charging temperature is increased by the high temperature heat during the process of attaching the charging connector to the electric vehicle connector or separating it from the electric vehicle connector and placing it on the charger. If the cable touches the user's body, it may cause discomfort or anxiety, and in severe cases, it may cause burns, so technology to suppress temperature rise is essential.
충전케이블의 도체 직경을 증대시켜 내부 저항을 줄이면 내부 저항이 줄어든 만큼 발열량이 감소되므로 온도 상승 억제 측면에서 어느 정도 효과는 있다. 그러나 도체의 직경 증대로는 열을 원하는 수준으로 충분히 감소시키기 어렵고, 특히 증대된 도체 직경만큼 전기차 충전케이블의 부피가 커지고 무거워져 다루기 쉽지 않게 되는 문제가 있다.Reducing the internal resistance by increasing the conductor diameter of the charging cable has some effect in suppressing temperature rise because the amount of heat generated is reduced to the extent that the internal resistance is reduced. However, it is difficult to sufficiently reduce heat to the desired level by increasing the conductor diameter, and in particular, there is a problem in that the electric vehicle charging cable becomes bulky and heavy as the conductor diameter increases, making it difficult to handle.
급속 충전에 따른 충전케이블의 온도 상승 문제를 해결하기 위해 대안으로 제안된 기술 중 하나가 액랭식 기술이다. 이 기술은 충전케이블 내부에 냉각액이 흐를 수 있는 유로(냉각유로)를 형성하고 여기에 냉각액을 순환시켜 도체를 직접 냉각시킴으로써 도체의 온도 상승을 억제하는 기술이다. 여기서 냉각액은 전기적 절연성을 갖는 절연유(Insulating Oil)가 주로 사용된다.One of the technologies proposed as an alternative to solve the problem of temperature rise of the charging cable due to rapid charging is liquid cooling technology. This technology suppresses the temperature rise of the conductor by forming a passage (cooling passage) through which the coolant can flow inside the charging cable and circulating the coolant here to directly cool the conductor. Here, insulating oil with electrical insulating properties is mainly used as the coolant.
도 1은 충전케이블 내부로 냉각액이 흐르게 해 도체의 온도 상승을 억제하는 종래 액랭식 충전케이블 대표적인 일례를 보여주기 위한 충전케이블의 단면 개략도이다.Figure 1 is a cross-sectional schematic diagram of a charging cable to show a representative example of a conventional liquid-cooled charging cable that suppresses the temperature rise of the conductor by allowing cooling liquid to flow inside the charging cable.
종래 기술에 따른 액랭식 충전케이블은 도 1에 도시된 바와 같이, 전기가 흐르는 케이블의 중심에 도선(100)이 배치되고, 도선(100)과 동심구조로 간격을 두고 절연튜브(200)가 상기 도선(100)을 에워싸도록 피복된다. 이때 절연튜브(200)와 도선(100) 사이에는 간격 유지를 위해 스페이서(300)가 개재되며, 이러한 스페이서(300)에 의해 도선(100)과 절연튜브(200) 사이로 형성되는 통로(400)가 냉각액이 유동되는 냉각 유로(Cooling channel)가 된다.In the liquid-cooled charging cable according to the prior art, as shown in FIG. 1, a
그러나 도선이 케이블의 중심에 위치하고 그 외측에 냉각유로가 형성된 도 1과 같은 종래의 액랭식 충전케이블은, 도선(100)의 내부 중앙까지 냉각액이 직접 닿지 못해 열이 축적되는 문제가 있고, 케이블이 밴딩될 경우(구부러질 경우) 밴딩 방향의 바깥쪽에 위치한 냉각유로가 도 2와 같이 부분적으로 압착되어 냉각의 사각지대가 발생되는 문제가 있다.However, the conventional liquid-cooled charging cable as shown in Figure 1, in which the conductor is located at the center of the cable and the cooling passage is formed on the outside, has a problem in that heat is accumulated because the cooling liquid cannot directly reach the inner center of the
예를 들어, 스페이서(300)가 지나지 않는 영역 반대편으로 충전케이블이 밴딩되면(구부러지면), 스페이서(300)가 지나지 않는 영역에 내부 도선(100) 표면이 절연튜브(200)에 직접 닿거나 근접하여 유로(400)가 좁아지거나 부분적으로 폐쇄되는 유로압착 영역(A)이 발생하게 되고, 이처럼 유로압착이 발생한 영역(A)으로는 냉각액이 흐르지 못하거나 유량이 극히 줄어 도선(100)에 대한 온도 상승 억제 효과가 떨어지게 된다.For example, if the charging cable is bent (bent) to the other side of the area where the
이처럼 충전케이블 밴딩에 따른 유로압착, 그리고 그에 따른 냉각의 사각지대 발생으로 도체가 충분히 냉각되지 못할 경우, 충전기는 안전을 위한 후속 조치로서 충전케이블로 공급되는 전력을 낮춰 충전케이블의 발열을 감소시키게 되는데, 전력을 감소시키면 그만큼 전기차의 충전 시간이 늘어나 고객의 불만이 생길 수밖에 없다.If the conductor is not sufficiently cooled due to compression of the flow path due to charging cable bending and the resulting blind spot in cooling, the charger lowers the power supplied to the charging cable as a follow-up measure for safety to reduce heat generation in the charging cable. , reducing the power will increase the charging time of electric vehicles, which will inevitably lead to customer dissatisfaction.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 충전케이블의 내부 중앙에서 바깥쪽으로 냉각액이 확산되는 방식으로서, 충전 케이블이 밴딩되더라도 내부의 유로(냉각액이 흐르는 유로) 압착 및 그로 인한 냉각의 사각지대 발생 문제를 개선할 수 있는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블을 제공하고자 하는 것이다.The technical problem that the present invention aims to solve is a method in which the coolant spreads from the inner center of the charging cable to the outside. Even if the charging cable is bent, the problem of compression of the internal flow path (channel through which the coolant flows) and the resulting blind spot in cooling is solved. The goal is to provide a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles that can be improved.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 충전케이블의 내부 중앙에 형성되는 유로(냉각액이 흐르는 유로)에 나선형의 배플(Spiral Baffle)을 배치하여 냉각액의 균일한 확산을 도모하고, 이를 통해 냉각 성능 또는 냉각 효율을 보다 향상시킬 수 있는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전 케이블을 제공하고자 하는 것이다.Another technical problem that the present invention aims to solve is to arrange a spiral baffle in the flow path (channel through which the coolant flows) formed in the inner center of the charging cable to promote uniform diffusion of the coolant, thereby improving cooling performance. Alternatively, the goal is to provide a liquid-cooled charging cable for fast charging electric vehicles that can further improve cooling efficiency.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 실시 예에 따르면,According to one embodiment of the present invention as a means of solving the problem,
전기차 급속 충전기 본체와 전기차 급속 충전을 위한 커넥터를 연결하는 전기차 급속 충전용 케이블에 있어서,In the electric vehicle fast charging cable connecting the electric vehicle fast charger body and the connector for electric vehicle fast charging,
냉각액이 흐를 수 있도록 상기 케이블의 중심부를 따라 형성되는 내부유로;an internal flow path formed along the center of the cable to allow coolant to flow;
상기 내부유로를 나선형 유로로 형성시키기 위해 설치되는 스파이럴 배플(Spiral Baffle);A spiral baffle installed to form the internal flow path into a spiral flow path;
상기 스파이럴 배플의 외부에 와인딩되는 여러 개의 소선들로 이루어진 도선부; 및a conductor section consisting of several wires wound around the outside of the spiral baffle; and
상기 도선부를 피복하는 절연튜브;를 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블을 제공한다.Provided is a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, including an insulating tube covering the conductor portion.
본 발명의 일 실시 예는 또한, 상기 도선부와 스파이럴 배플 사이에 상기 스파이럴 배플을 에워싸도록 설치되는 금속 편조선;을 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a metal braided wire installed between the conducting wire portion and the spiral baffle to surround the spiral baffle.
본 발명의 일 실시 예에 적용되는 상기 스파이럴 배플은 가요성(Flexibility) 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 스파이럴 배플이 천연고무 또는 합성고무로 구성될 수 있다.The spiral baffle applied in one embodiment of the present invention may be made of a flexible material. For example, the spiral baffle may be made of natural rubber or synthetic rubber.
본 발명의 일 실시 예는 또한, 상기 절연튜브의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면이 형성되고. 서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부과 절연튜브 사이로 외부유로가 다수로 구획되는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, a concavo-convex surface is formed on the inner circumferential surface of the insulating tube in which concave portions and convex portions are alternately continuous in an arc direction. It may be configured to have a plurality of external flow paths divided between the conductive wire portion and the insulating tube by recesses formed between adjacent iron portions.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 실시 예에 따르면,According to another embodiment of the present invention as a means of solving the problem,
전기차 급속 충전기 본체와 전기차 급속 충전을 위한 커넥터를 연결하는 전기차 급속 충전용 케이블에 있어서,In the electric vehicle fast charging cable connecting the electric vehicle fast charger body and the connector for electric vehicle fast charging,
냉각액이 흐를 수 있도록 상기 케이블의 중심부를 따라 형성되는 내부유로;an internal flow path formed along the center of the cable to allow coolant to flow;
상기 내부유로를 구획하도록 설치되는 서포트 스프링(Support Spring);A support spring installed to partition the internal flow path;
상기 서포트 스프링의 외부에 와인딩되는 여러 개의 소선들로 이루어진 도선부; 및a conductor section made up of several wires wound around the outside of the support spring; and
상기 도선부를 피복하는 절연튜브;를 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블을 제공한다.Provided is a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, including an insulating tube covering the conductor portion.
본 발명의 다른 실시 예는 또한, 상기 도선부와 서포트 스프링 사이에 상기 서포트 스프링을 에워싸도록 설치되는 금속 편조선;을 더 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention may further include a metal braided wire installed between the conducting wire portion and the support spring to surround the support spring.
여기서, 상기 서포트 스프링은 미충전 시 낮은 탄성계수로 인해 케이블 형상 변형의 자유도를 높이고 충전 시에는 도선부에서 가해지는 열에 의해 원래 형상으로 회복되어 설계된 형태로 상기 내부유로를 구획하도록 형상기억합금(Shape Memory Alloy)으로 구성될 수 있다.Here, the support spring is a shape memory alloy (Shape) that increases the freedom of cable shape deformation due to a low elastic modulus when not charged, and restores the original shape by heat applied from the conductor portion when charging to partition the internal flow path in a designed shape. Memory Alloy).
본 발명의 다른 실시 예는 또한, 상기 절연튜브의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면이 형성되고, 서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부과 절연튜브 사이로 외부유로가 다수로 구획되는 구성일 수 있다.In another embodiment of the present invention, a concave-convex surface composed of concave portions and convex portions alternately formed in an arc direction is formed on the inner peripheral surface of the insulating tube, and the concave portions formed between adjacent convex portions form a concave-convex surface between the conductor portion and the insulating tube. It may be configured to have multiple external flow paths.
본 발명의 다른 실시 예는 또한, 상기 서포트 스프링 내측에 상기 내부유로를 나선형으로 형성시키기 위해 설치되는 스파이럴 배플(Spiral Baffle);을 더 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention may further include a spiral baffle installed inside the support spring to form the internal flow path in a spiral shape.
본 발명의 실시 예에 따르면, 충전케이블의 내부 중앙에 내부유로가 형성되고, 그 바깥쪽에 여러 개의 소선이 와인딩된 구성의 도선부가 배치되어 내부유로를 따라 흐르는 냉각액이 바깥쪽으로 확산되면서 도선부를 직접 냉각시키는 방식이므로, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 냉각액이 흐르는 종래 구성에 비하여 도선에 대한 보다 확실한 냉각이 구현될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an internal flow path is formed in the inner center of the charging cable, and a conductor portion composed of several wires wound is disposed outside the inner flow path, so that the cooling liquid flowing along the inner flow path spreads outward and directly cools the conductor portion. Since this is a method, more reliable cooling of the conductors can be implemented compared to the conventional configuration in which the conductors are placed in the center of the cable and the cooling liquid flows outside them.
또한, 스파이럴 배플에 의하여 냉각액이 내부유로를 따라 나선형으로 유동을 하면서 바깥쪽에 위치하는 도선부 방향으로 확산됨으로써, 냉각액이 특정 영역에 집중되거나 특정 영역에서 정체되지 않고 원활하게 유동되어 냉각성능이 양호하게 유지될 수 있으며, 냉각액의 나선형 유동에 따라 도선부 전체에 걸쳐 냉각액이 균일하고 고르게 전달되므로 향상된 냉각성능을 기대할 수 있다.In addition, the spiral baffle allows the coolant to flow in a spiral manner along the internal flow path and spread toward the conductor located on the outside, so the coolant flows smoothly without concentrating or stagnating in a specific area, resulting in good cooling performance. It can be maintained, and improved cooling performance can be expected because the cooling liquid is delivered uniformly and evenly throughout the conductor part according to the spiral flow of the cooling liquid.
또한, 케이블 중심부에 배치되는 스파이럴 배플에 의해 내부유로가 나선형으로 구획됨에 따라, 제한된 공간에서 냉각액의 유동하는 경로를 최대한 길게 확보할 수 있어 냉각효율이 크게 향상될 수 있고, 케이블 관점에서는 내부에 배치되는 탄성 재질의 스파이럴 배플이 코어로서 기능하므로, 반복된 밴딩에도 케이블 형상이 온전하게 유지될 수 있고, 밴딩 시 유연성을 확보할 수 있다.In addition, as the internal flow path is divided into a spiral shape by the spiral baffle placed at the center of the cable, the cooling efficiency can be greatly improved by securing the path for the coolant to flow as long as possible in a limited space, and from the cable's perspective, it can be placed inside. Since the spiral baffle made of elastic material functions as a core, the cable shape can be maintained intact even after repeated bending, and flexibility can be secured during bending.
또한, 본 발명은 내부 중앙에 유로가 형성되어 내부에 외부로 냉각액이 확산되는 방식이므로, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 스페이서를 통해 냉각유로가 형성되는 구성의 종래 기술에서 발생되는 문제점(케이블 밴딩 시 스페이서가 지나지 않는 부분에서 도선의 표면이 절연튜브에 직접 닿아 냉각유로가 압착됨으로써 냉각의 사각지대가 발생되는 문제점)을 확실하게 개선할 수 있다.In addition, since the present invention is a method in which a flow path is formed in the center of the inside to spread the cooling liquid from the inside to the outside, a problem occurs in the prior art in which a conductor is placed in the center of the cable and a cooling flow path is formed through a spacer on the outside of the cable. (During cable bending, the surface of the conductor directly touches the insulating tube in the area where the spacer does not pass, compressing the cooling passage, thereby creating a blind spot in cooling).
도 1은 종래 기술에 따른 액랭식 충전케이블의 단면 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 종래 액랭식 충전케이블의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부 구성을 보여주기 위한 부분 절개 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 액랭식 충전케이블의 종 단면도.
도 5는 스파이럴 배플에 의해 내부유로에 나선형으로 형성되는 이동경로(냉각액 이동경로)를 따라 냉각액이 이동하는 모습을 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 작동상태 투시도.
도 6은 냉각액이 케이블 내에서 나선형으로 유동되면서 도선부의 열을 흡수하는 과정을 설명하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 작동상태 종 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 변형 예를 도시한 종 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부 구성을 보여주기 위한 부분 절개 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 액랭식 충전케이블의 종 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 작동상태 투시도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 작동상태 종 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 변형 예를 도시한 종 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 다른 변형 예를 도시한 종 단면도.1 is a cross-sectional schematic diagram of a liquid-cooled charging cable according to the prior art.
FIG. 2 is a diagram illustrating problems with the conventional liquid-cooled charging cable shown in FIG. 1.
Figure 3 is a partially cut away perspective view showing the internal configuration of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the liquid-cooled charging cable shown in Figure 3.
Figure 5 is a perspective view of an operating state according to an embodiment of the present invention showing coolant moving along a movement path (coolant movement path) formed in a spiral shape in the internal flow path by a spiral baffle.
Figure 6 is a longitudinal cross-sectional view of an operating state according to an embodiment of the present invention to explain the process of absorbing heat from the conductor portion while the coolant flows in a spiral shape within the cable.
Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view showing a preferred modified example of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a partially cut-away perspective view showing the internal configuration of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a longitudinal cross-sectional view of the liquid-cooled charging cable shown in Figure 8.
Figure 10 is a perspective view of an operating state according to another embodiment of the present invention.
Figure 11 is a longitudinal cross-sectional view in an operating state according to another embodiment of the present invention.
Figure 12 is a longitudinal cross-sectional view showing a preferred modified example of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention.
Figure 13 is a vertical cross-sectional view showing another preferred modification of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In describing the present invention, terms used in the following specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the description with reference to the accompanying drawings, identical drawing reference numerals will be assigned to identical components, and duplicate descriptions of identical components will be omitted. Also, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 구성을 실시 예별로 구분하여 자세히 살펴보기로 한다.The configuration of the present invention will be examined in detail by dividing it into embodiments.
일 실시 예One embodiment
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부 구성을 보여주기 위한 부분 절개 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 액랭식 충전케이블의 종 단면도이다.FIG. 3 is a partially cut-away perspective view showing the internal structure of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the liquid-cooled charging cable shown in FIG. 3.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 전기차 급속 충전기 본체와 전기차 급속 충전을 위한 커넥터(충전케이블 측 커넥터)를 연결하는 전기차 급속 충전용 케이블로서, 내부에 중심부를 따라 충전케이블(1, 이하, 설명의 편의를 위해 '케이블'이라 한다)의 길이 방향으로 연속되며 일정 단면적으로 구획되는 종 단면 형상이 원형인 내부유로(10)를 포함한다.Referring to Figures 3 and 4, the present invention is a cable for fast charging an electric vehicle that connects the main body of an electric vehicle fast charger and a connector (charging cable side connector) for fast charging an electric vehicle, and has a charging cable (1, hereinafter) along the center inside. , for convenience of explanation, it is referred to as a 'cable') and includes an
급속 충전기 본체에 구비되는 순환펌프(미도시)의 구동으로 케이블 일단의 내부유로(10) 입구(미도시)를 통해 상기 내부유로(10)로 작동유체인 냉각액이 공급되고, 공급된 냉각액이 케이블 내부의 상기 내부유로(10)를 따라 이동하면서 고전압 급속 충전 시 후술하는 도선부(40)에서 발생하는 열을 흡수한 후 별도의 회수관을 통해 다시 순환펌프로 돌아가게 된다.By driving a circulation pump (not shown) provided in the rapid charger body, coolant, which is a working fluid, is supplied to the
참고로, 케이블 중심부를 따라 형성되는 상기 내부유로(10)를 이동하면서 도선부(40)로부터 열을 빼앗는 상기 냉각액은, 전기적으로 절연 특성을 가지면서, 전기저항성이 크고 점도가 낮으며, 산화에 대하여 안정성이 있는 절연유(Insulating Oil)가 사용될 수 있다. 하나의 예로서, 불연성(不燃性) 합성절연유인 염화디페닐 등이 상기 냉각액으로 사용될 수 있다.For reference, the coolant, which takes heat away from the
도선부(40) 냉각을 위한 냉각액이 이동되는 상기 내부유로(10)에는 도면(도 3)에 도시된 바와 같이 나선 모양으로 연속되는 스크류 형태의 스파이럴 배플 (Spiral Baffle, 20)이 설치된다. 이로 인해 내부유로(10)의 경로(실질적으로 냉각액이 이동되는 경로)가 나선형으로 형성되며, 따라서 내부유로(10) 내에서 냉각액은 나선형 유동을 하면서 케이블(1)의 일측에서 타측으로 이동될 수 있다.As shown in the drawing (FIG. 3), a spiral baffle (20) in the form of a screw that continues in a spiral shape is installed in the
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블(1)에 적용되는 상기 스파이럴 배플(20)은, 케이블이 특정 방향에 구애됨이 없이 모든 방향에 대해 유연하게 구부러질 수 있도록 밴딩 유연성을 확보하면서도, 케이블 밴딩 시 그 형상이 온전하게 유지될 수 있는 가요성(Flexibility) 재질로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 스파이럴 배플(20)은 천연고무 또는 합성고무로 구성될 수 있다.The
스파이럴 배플(20)의 외측에는 상기 스파이럴 배플(20)을 에워싸는 구조로 도선부(40)가 배치된다. 도선부(40)는 스파이럴 배플(20) 외측에서 특정 방향으로 와인딩되는 여러 개의 소선들(42, 도면에는 소선들이 반시계 방향으로 와인딩된 것으로 표현되어 있으나, 시계 방향으로 와인딩될 수도 있음)로 구성될 수 있으며, 이러한 도선을 통해 급속 충전을 위한 고압의 전류가 전기차 측으로 공급될 수 있다.On the outside of the
도선부(40)와 스파이럴 배플(20) 사이에는 상기 스파이럴 배플(20)의 외연을 에워싸는 구조로 금속 편조선(30)이 개재될 수 있다. 금속 편조선(30)은 케이블의 전체적인 강성 보강과 더불어, 도선부(40)를 구성하는 여러 개의 케이블 밴딩 시 소선이 서로 엉키거나 지정된 위치에서 이탈하지 않도록 내측에서 잡아주는 역할을 하며, 케이블의 내열성을 증대시키는 역할도 한다.A
도면부호 50은 상기 도선부(40)를 외측에서 피복하여 외부 환경으로부터 도선부(40)를 보호함과 동시에, 도선부(40)를 따라 흐르는 고압의 전류가 외부로 누설되지 않도록 외부와 절연시켜 사용자를 감전사고로부터 보호하는 절연튜브(50)를 가리킨다. 이러한 절연튜브(50)는 통상적으로 전기차의 충전용 케이블에 사용되는 절연물질, 예컨대 내열 염화비닐이나 불소수지 등으로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부에 형성되는 내부유로를 따라 냉각액이 흐르면서 수행되는 도선부에 대한 냉각작용을 첨부 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.The cooling effect on the conductor portion performed as the cooling liquid flows along the internal passage formed inside the liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to an embodiment of the present invention configured as described above will be examined with reference to the accompanying drawings.
도 5는 스파이럴 배플에 의해 내부유로에 나선형으로 형성되는 이동경로(냉각액 이동경로)를 따라 냉각액이 이동하는 모습을 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 작동상태 투시도이며, 도 6은 냉각액이 케이블 내에서 나선형으로 유동되면서 도선부(40)의 열을 흡수하는 과정을 설명하기 위한 본 발명의 작동상태 종 단면도이다.Figure 5 is a perspective view of an operating state according to an embodiment of the present invention showing the coolant moving along a movement path (coolant movement path) formed in a spiral shape in the internal flow path by the spiral baffle, and Figure 6 is a perspective view of the coolant flowing through the cable. This is a vertical cross-sectional view of the operating state of the present invention to explain the process of absorbing heat of the
도 5 및 도 6을 참조하면, 냉각액은 급속 충전기 본체에 구비되는 순환펌프(미도시)의 구동으로 케이블 일단의 내부유로(10) 입구(미도시)를 통해 상기 내부유로(10)로 되며, 공급된 냉각액이 케이블 내부의 내부유로(10)를 따라 일측에 타측으로 이동하면서 고전압 급속 충전 시 도선부(40)에서 발생하는 고온의 열을 흡수한 후 별도의 회수관을 통해 다시 순환펌프로 돌아가게 된다.Referring to FIGS. 5 and 6, the cooling fluid enters the
도선부(40) 냉각을 위한 냉각액이 이동되는 상기 내부유로(10)에는 나선 모양으로 연속되는 스크류 형태의 스파이럴 배플(Spiral Baffle, 20)이 설치됨으로써, 내부유로(10)의 경로(실질적으로 냉각액이 이동되는 경로)가 나선형으로 형성되며, 따라서 내부유로(10) 내에서 냉각액은 나선형 유동을 하면서 케이블의 일측에서 타측으로 이동될 수 있다.A spiral baffle (20) in the form of a spirally continuous screw is installed in the
나선형 유동에 따라 냉각액은 이동 중 케이블의 반경 방향 외측으로 원심력을 받게 된다. 이에 따라 냉각액의 일부가 금속 편조선(30)을 통과하여 외곽의 도선부(40)로 고르게 확산될 수 있으며, 따라서 도선부(40)를 구성하는 각각의 소선(42)에 직접 접촉하여 발생된 열을 흡수하게 된다. 즉 도선부(40)는 케이블 내부 중심에서부터 확산되는 냉각액의 냉각작용으로 온도가 내려가게 되는 것이다.According to the spiral flow, the coolant is subjected to centrifugal force in the radial direction of the cable while moving. Accordingly, a portion of the cooling liquid can pass through the
이와 같은 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 충전케이블의 내부 중앙에 내부유로가 형성되고, 그 바깥쪽에 여러 개의 소선이 와인딩된 구성의 도선부가 배치되어 내부유로를 따라 흐르는 냉각액이 바깥쪽으로 확산되어 도선부를 직접 냉각시키는 방식이므로, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 냉각액이 흐르는 종래의 구성에 비하여 도선에 대한 보다 확실한 냉각이 구현될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an internal flow path is formed in the inner center of the charging cable, and a conductor portion composed of several wires wound is disposed outside the inner flow path, so that the cooling liquid flowing along the inner flow path spreads outward and flows into the conductor. Since it is a method of directly cooling the part, more reliable cooling of the conductor can be implemented compared to the conventional configuration in which the conductor is placed in the center of the cable and the cooling liquid flows outside it.
또한, 스파이럴 배플에 의하여 냉각액이 내부유로를 따라 나선형으로 유동을 하면서 바깥쪽에 위치하는 도선부 방향으로 확산됨으로써, 냉각액이 특정 영역에 집중되거나 특정 영역에서 정체되지 않고 원활하게 유동되어 냉각성능이 양호하게 유지될 수 있으며, 냉각액의 나선형 유동에 따라 도선부 전체에 걸쳐 냉각액이 균일하고 고르게 전달되므로 고른 냉각성능을 기대할 수 있다.In addition, the spiral baffle allows the coolant to flow in a spiral manner along the internal flow path and spread toward the conductor located on the outside, so the coolant flows smoothly without concentrating or stagnating in a specific area, resulting in good cooling performance. It can be maintained, and the cooling liquid is delivered evenly and evenly throughout the conductor part according to the spiral flow of the cooling liquid, so even cooling performance can be expected.
또한, 케이블 중심부에 배치되는 스파이럴 배플에 의해 내부유로가 나선형으로 구획됨에 따라, 제한된 공간에서 냉각액이 유동하는 경로를 최대한 길게 확보할 수 있어 냉각효율이 크게 향상될 수 있고, 케이블 관점에서는 내부에 배치되는 탄성 재질의 스파이럴 배플이 코어로서 기능하므로, 반복된 밴딩에도 케이블 형상이 온전하게 유지될 수 있고, 밴딩 시 유연성을 확보할 수 있다.In addition, as the internal flow path is divided into a spiral shape by the spiral baffle placed at the center of the cable, the cooling efficiency can be greatly improved by ensuring the path through which the coolant flows as long as possible in a limited space, and from the cable's perspective, it is placed inside. Since the spiral baffle made of elastic material functions as a core, the cable shape can be maintained intact even after repeated bending, and flexibility can be secured during bending.
또한, 본 발명은 내부 중앙에 유로가 형성되어 내부에 외부로 냉각액이 확산되는 방식이므로, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 스페이서를 통해 냉각유로가 형성되는 종래의 기술에서 발생되는 문제점(케이블 밴딩 시 스페이서가 지나지 않는 부분에서 도선의 표면이 절연튜브에 직접 닿아 냉각유로가 압착됨으로써 냉각의 사각지대가 발생되는 문제점)을 확실하게 개선할 수 있다.In addition, since the present invention is a method in which a flow path is formed in the center of the inside to spread the cooling liquid from the inside to the outside, the problem occurring in the conventional technology in which a conductor is placed in the center of the cable and a cooling flow path is formed through a spacer on the outside of the cable ( When bending a cable, the problem of blind spots in cooling occurring due to the surface of the conductor directly touching the insulating tube in the area where the spacer does not pass and the cooling passage being compressed can be definitely improved.
일 실시 예의 변형 예Variations of one embodiment
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 변형 예를 도시한 종 단면도로서, 본 발명은 절연튜브(50)의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면(62)이 형성되고. 서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부(40)과 절연튜브(50) 사이로 외부유로(60)가 다수로 구획되는 형태로의 변형도 가능하다. Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view showing a preferred modified example of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to an embodiment of the present invention, in which recessed portions and convex portions are alternately formed in an arc direction on the inner peripheral surface of the insulating
이와 같은 변형 예에 따르면, 절연튜브(50)의 내주면이 요철 형태로 형성됨으로써 구획되는 도선부(40) 바깥쪽의 상기 외부유로(60)를 통해서도 냉각액이 흐르는 구조로서, 도선부(40) 안쪽으로 형성되는 전술한 내부유로(10)와 상기 외부유로(60)를 따라 도선부(40)의 내측과 외측에서 동시에 냉각액이 흘러 도선부(40)가 냉각액과 접촉하는 면적이 증대되므로 도선부(40)에 대한 냉각성능이 보다 향상될 수 있다. According to this modified example, the cooling liquid flows through the
다른 실시 예Another embodiment
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부 구성을 보여주기 위한 부분 절개 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 액랭식 충전케이블의 종 단면도로서, 앞선 일 실시 예와 동일한 기능하는 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 부여하기로 한다.Figure 8 is a partially cut-away perspective view showing the internal structure of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention, and Figure 9 is a longitudinal cross-sectional view of the liquid-cooled charging cable shown in Fig. 8, which is similar to the previous work. The same drawing reference numerals will be assigned to the same components that perform the same functions as those in the embodiment.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예는 내부에 중심부를 따라 충전케이블(이하, 설명의 편의를 위해 '케이블'이라 한다)의 길이 방향으로 연속되며 일정 단면적으로 구획되는 종 단면 형상이 원형인 내부유로(10) 및 상기 내부유로(10)를 구획하도록 케이블의 중심부에 설치되는 나선형의 서포트 스프링(Support Spring, 25)을 포함한다.Referring to Figures 8 and 9, another embodiment of the present invention is a longitudinal cross-section that is continuous in the longitudinal direction of the charging cable (hereinafter referred to as 'cable' for convenience of explanation) along the center of the interior and is divided into a constant cross-sectional area. It includes an
급속 충전기 본체에 구비되는 순환펌프(미도시)의 구동으로 케이블 일단의 내부유로(10) 입구(미도시)를 통해 상기 내부유로(10)로 작동유체인 냉각액이 공급되고, 공급된 냉각액이 케이블 내부의 상기 내부유로(10)를 따라 이동하면서 고전압 급속 충전 시 후술하는 도선부(40)에서 발생하는 열을 흡수한 후 별도의 회수관을 통해 다시 순환펌프로 돌아가게 된다.By driving a circulation pump (not shown) provided in the rapid charger body, coolant, which is a working fluid, is supplied to the
참고로, 케이블 중심부를 따라 형성되는 상기 내부유로(10)를 이동하면서 도선부(40)로부터 열을 빼앗는 상기 냉각액은, 전기적으로 절연 특성을 가지면서, 전기저항성이 크고 점도가 낮으며, 산화에 대하여 안정성이 있는 절연유(Insulating Oil)가 사용될 수 있다. 하나의 예로서, 불연성(不燃性) 합성절연유인 염화디페닐 등이 상기 냉각액으로 사용될 수 있다.For reference, the coolant, which takes heat away from the
도선부(40) 냉각을 위한 냉각액이 이동되는 상기 내부유로(10)에는 나선형태로 연속되는 상기 서포트 스프링(25)이 설치되는데, 이러한 서포트 스프링(25)에 의해 케이블 밴딩 시 밴딩 유연성이 확보될 수 있으며, 케이블의 형상이 온전하게 유지될 수 있다. 특히 서포트 스프링(25)에 의해 내부유로(10)를 따라 냉각액이 이동되는 과정에서 발생하는 나선형 유동으로 냉각액은 외측(도선부(40) 측)으로 균일하게 확산될 수 있다.The
서포트 스프링(25)의 외측에는 상기 서포트 스프링(25)을 에워싸는 구조로 도선부(40)가 배치된다. 도선부(40)는 스파이럴 배플(20) 외측에서 특정 방향으로 와인딩되는 여러 개의 소선들(42, 도면에는 소선들이 반시계 방향으로 와인딩된 것으로 표현되어 있으나, 시계 방향으로 와인딩될 수도 있음)로 구성될 수 있으며, 이러한 도선을 통해 급속 충전을 위한 고압의 전류가 전기차 측으로 공급될 수 있다.On the outside of the
도선부(40)와 서포트 스프링(25) 사이에는 상기 서포트 스프링(25)의 외연을 에워싸는 구조로 금속 편조선(30)이 개재될 수 있다. 금속 편조선(30)은 케이블의 전체적인 강성 보강과 더불어, 도선부(40)를 구성하는 여러 개의 케이블 밴딩 시 소선이 서로 엉키거나 지정된 위치에서 이탈하지 않도록 내측에서 잡아주는 역할을 하며, 케이블의 내열성을 증대시키는 역할도 한다.A
도면부호 50은 상기 도선부(40)를 외측에서 피복하여 외부 환경으로부터 도선부(40)를 보호함과 동시에, 도선부(40)를 따라 흐르는 고압의 전류가 외부로 누설되지 않도록 외부와 절연시켜 사용자를 감전사고로부터 보호하는 절연튜브(50)를 가리킨다. 이러한 절연튜브(50)는 통상적으로 전기차의 충전용 케이블에 사용되는 절연물질, 예컨대 내열 염화비닐이나 불소수지 등으로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 내부에 형성되는 내부유로를 따라 냉각액이 흐르면서 수행되는 도선부에 대한 냉각작용을 첨부 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.The cooling effect on the conductor portion performed as the cooling liquid flows along the internal passage formed inside the liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention configured as described above will be examined with reference to the accompanying drawings.
도 10은 서포트 스프링이 설치된 내부유로를 따라 냉각액이 이동하는 모습을 도시한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 작동상태 투시도이며, 도 11은 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 작동상태 종 단면도이다.Figure 10 is a perspective view of an operating state according to another embodiment of the present invention showing the movement of coolant along an internal flow path in which a support spring is installed, and Figure 11 is a rapid operation of an electric vehicle according to another embodiment of the present invention shown in Figure 10. This is a vertical cross-sectional view of the operating state of the liquid-cooled charging cable.
도 10 및 도 11을 참조하면, 냉각액은 급속 충전기 본체에 구비되는 순환펌프(미도시)의 구동으로 케이블 일단의 내부유로(10) 입구(미도시)를 통해 상기 내부유로(10)로 되며, 공급된 냉각액이 케이블 내부의 내부유로(10)를 따라 일측에 타측으로 이동하면서 고전압 급속 충전 시 도선부(40)에서 발생하는 고온의 열을 흡수한 후 별도의 회수관을 통해 다시 순환펌프로 돌아가게 된다.Referring to FIGS. 10 and 11 , the cooling liquid enters the
여기서, 도선부(40) 냉각을 위한 냉각액이 이동되는 상기 내부유로(10)에는 나선 형태로 연속되는 서포트 스프링(25)이 배치됨으로써, 내부유로(10) 내에서 냉각액은 나선형 유동을 하면서 케이블의 일측에서 타측으로 이동되고, 이동 중 케이블의 반경 방향 외측으로 원심력을 받게 된다. Here, a
이에 따라 냉각액의 일부가 금속 편조선(30)을 통과하여 외곽의 도선부(40)로 고르게 확산될 수 있으며, 따라서 도선부(40)를 구성하는 각각의 소선에 직접 접촉하여 발생된 열을 흡수하게 된다. 즉 도선부(40)는 케이블 내부 중심에서부터 확산되는 냉각액의 냉각작용으로 온도가 내려가게 되는 것이다.Accordingly, a portion of the cooling liquid can pass through the
이와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 충전케이블의 내부 중앙에 내부유로가 형성되고, 그 바깥쪽에 여러 개의 소선이 와인딩된 구성의 도선부가 배치되어 내부유로를 따라 흐르는 냉각액이 바깥쪽으로 확산되어 도선부를 직접 냉각시키는 방식이므로, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 냉각액이 흐르는 종래 구성에 비하여 도선에 대한 보다 확실한 냉각이 구현될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an internal flow path is formed in the inner center of the charging cable, and a conductor portion composed of several wires wound is disposed on the outside of the inner flow path, so that the cooling liquid flowing along the inner flow path spreads outward to the conductor. Since it is a method of directly cooling the part, more reliable cooling of the conductor can be implemented compared to the conventional configuration in which the conductor is placed in the center of the cable and cooling liquid flows outside it.
또한, 서포트 스프링에 의하여 냉각액이 내부유로를 따라 나선형으로 유동을 하면서 바깥쪽에 위치하는 도선부 방향으로 확산됨으로써, 냉각액이 특정 영역에 집중되거나 특정 영역에서 정체되지 않고 원활하게 유동되어 냉각성능이 양호하게 유지될 수 있으며, 냉각액의 나선형 유동에 따라 도선부 전체에 걸쳐 냉각액이 균일하고 고르게 전달되므로 향상된 냉각성능을 기대할 수 있다.In addition, the support spring causes the coolant to flow in a spiral shape along the internal flow path and spread toward the conductor located on the outside, so the coolant flows smoothly without concentrating or stagnating in a specific area, resulting in good cooling performance. It can be maintained, and improved cooling performance can be expected because the cooling liquid is delivered uniformly and evenly throughout the conductor part according to the spiral flow of the cooling liquid.
또한, 케이블의 중심부에 배치되는 서포트 스프링이 코어로서 기능하므로, 반복된 밴딩에도 케이블 형상이 온전하게 유지될 수 있으며, 밴딩 시 유연성을 확보할 수 있고, 케이블 내부 중앙에 도선이 배치되고 그 외측에 스페이서를 통해 냉각유로가 형성되는 종래의 기술에서 발생되는 문제점(냉각의 사각지대가 발생되는 문제점)을 확실하게 개선할 수 있다.In addition, since the support spring placed at the center of the cable functions as a core, the cable shape can be maintained intact even after repeated bending, and flexibility can be ensured during bending. A conductor is placed in the center of the cable and outside it. It is possible to reliably improve the problems that occur in the conventional technology in which cooling passages are formed through spacers (problems that cause blind spots in cooling).
다른 실시 예의 변형 예Variants of other embodiments
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 변형 예를 도시한 종 단면도로서, 전술한 일시 예와 마찬가지로, 절연튜브(50)의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면(62)이 형성되고. 서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부(40)과 절연튜브(50) 사이로 외부유로(60)가 다수로 구획되는 형태로 변형될 수 있다.Figure 12 is a longitudinal cross-sectional view showing a preferred modified example of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention. Like the above-described example, the inner peripheral surface of the insulating
이와 같은 변형 예에 따르면, 절연튜브(50)의 내주면이 요철 형태로 형성됨으로써 구획되는 도선부(40) 바깥쪽의 상기 외부유로(60)를 통해서도 냉각액이 흐르는 구조로서, 도선부(40) 안쪽으로 형성되는 전술한 내부유로(10)와 상기 외부유로(60)를 따라 도선부(40)의 내측과 외측에서 동시에 냉각액이 흘러 도선부(40)가 보다 많은 양의 냉각액에 노출되므로 냉각성능이 보다 향상될 수 있다. According to this modified example, the cooling liquid flows through the
다른 실시 예의 다른 변형 예Other variations of other embodiments
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블의 바람직한 다른 변형 예를 도시한 종 단면도로서, 도 13에 도시된 바와 같이 앞선 도 9와 같은 종 단면 구성을 갖는 충전 케이블에 전술한 일 실시 예에 적용되는 스파이럴 배플(20)을 추가 적용한 형태로도 변형이 가능하다. 즉 서포트 스프링(25) 내측에 전술한 스파이럴 배플(Spiral Baffle, 20)이 더 설치될 수 있다.FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing another preferred modified example of a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the charging cable has the same longitudinal cross-sectional configuration as that of FIG. 9. It is also possible to modify the form by additionally applying the
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the above detailed description of the present invention, only special embodiments thereof have been described. However, it should be understood that the present invention is not limited to the particular form mentioned in the detailed description, but rather is understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It has to be.
1 : 액랭식 충전케이블
10 : 내부유로
20 : 스파이럴 배플(Spiral Baffle)
25 : 서포트 스프링(Support Spring)
30 : 금속 편조선
40 : 도선부
50 : 절연튜브
60 : 외부유로
62 : 요철면1: Liquid cooling charging cable
10: Internal flow path
20: Spiral Baffle
25: Support Spring
30: metal braided wire
40: conductor section
50: Insulating tube
60: External flow path
62: uneven surface
Claims (12)
냉각액이 흐를 수 있도록 상기 케이블의 중심부를 따라 형성되는 내부유로;
상기 내부유로를 나선형 유로로 형성시키기 위해 설치되는 스파이럴 배플(Spiral Baffle);
상기 스파이럴 배플의 외부에 와인딩되는 여러 개의 소선들로 이루어진 도선부; 및
상기 도선부를 피복하는 절연튜브;를 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
In the electric vehicle fast charging cable connecting the electric vehicle fast charger body and the connector for electric vehicle fast charging,
an internal flow path formed along the center of the cable to allow coolant to flow;
A spiral baffle installed to form the internal flow path into a spiral flow path;
a conductor section consisting of several wires wound around the outside of the spiral baffle; and
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, including an insulating tube covering the conductor portion.
상기 도선부와 스파이럴 배플 사이에 상기 스파이럴 배플을 에워싸도록 설치되는 금속 편조선;을 더 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 1,
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, further comprising a metal braided wire installed between the conductor portion and the spiral baffle to surround the spiral baffle.
상기 스파이럴 배플은 가요성(Flexibility)을 갖는 재질로 이루어진 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
The method of claim 1 or 2,
The spiral baffle is a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles made of a material with flexibility.
상기 스파이럴 배플이 천연고무 또는 합성고무로 구성되는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 3,
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles in which the spiral baffle is made of natural rubber or synthetic rubber.
상기 절연튜브의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면이 형성되고.
서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부와 절연튜브 사이로 외부유로가 다수로 구획되는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 1,
On the inner peripheral surface of the insulating tube, a concavo-convex surface is formed in which concave portions and convex portions are alternately continuous in an arc direction.
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles in which a plurality of external passages are divided between the conductor portion and the insulating tube by recesses formed between adjacent iron portions.
냉각액이 흐를 수 있도록 상기 케이블의 중심부를 따라 형성되는 내부유로;
상기 내부유로를 구획하도록 설치되는 서포트 스프링(Support Spring);
상기 서포트 스프링의 외부에 와인딩되는 여러 개의 소선들로 이루어진 도선부; 및
상기 도선부를 피복하는 절연튜브;를 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
In the electric vehicle fast charging cable connecting the electric vehicle fast charger body and the connector for electric vehicle fast charging,
an internal flow path formed along the center of the cable to allow coolant to flow;
A support spring installed to partition the internal flow path;
a conductor section made up of several wires wound around the outside of the support spring; and
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, including an insulating tube covering the conductor portion.
상기 도선부와 서포트 스프링 사이에 상기 서포트 스프링을 에워싸도록 설치되는 금속 편조선;을 더 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 6,
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, further comprising a metal braided wire installed between the conductor portion and the support spring to surround the support spring.
상기 서포트 스프링은 미충전 시 낮은 탄성계수로 인해 케이블 형상 변형의 자유도를 높이고 충전 시에는 도선부에서 가해지는 열에 의해 원래 형상으로 회복되어 설계된 형태의 상기 내부유로를 구획하도록 형상기억합금(Shape Memory Alloy)으로 구성되는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 6 or 7,
The support spring is a shape memory alloy (Shape Memory Alloy) that increases the freedom of cable shape deformation due to a low elastic modulus when not charged, and restores the original shape by heat applied from the conductor portion when charging to partition the internal flow path of the designed shape. ) Liquid-cooled charging cable for fast charging of electric vehicles.
상기 절연튜브의 내주면에 원호방향으로 요부와 철부가 교대로 연속된 구성의 요철면이 형성되고.
서로 이웃하는 철부 사이로 형성되는 요부에 의해 상기 도선부과 절연튜브 사이로 외부유로가 다수로 구획되는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 6,
On the inner peripheral surface of the insulating tube, a concavo-convex surface is formed in which concave portions and convex portions are alternately continuous in an arc direction.
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles in which a plurality of external passages are divided between the conductor portion and the insulating tube by recesses formed between adjacent iron portions.
상기 서포트 스프링의 내측에 상기 내부유로를 나선형으로 형성시키기 위해 설치되는 스파이럴 배플(Spiral Baffle;을 더 포함하는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 6,
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles, further comprising a spiral baffle installed inside the support spring to form the internal flow path in a spiral shape.
상기 스파이럴 배플은 가요성(Flexibility)을 갖는 재질로 이루어진 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.
According to claim 10,
The spiral baffle is a liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles made of a material with flexibility.
상기 스파이럴 배플이 천연고무 또는 합성고무로 구성되는 전기차 급속 충전용 액랭식 충전케이블.According to claim 11,
A liquid-cooled charging cable for rapid charging of electric vehicles in which the spiral baffle is made of natural rubber or synthetic rubber.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220117530A KR20240039240A (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Fluid cooling type charging cable for fast charging of electric vehicles |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US11348705B2 (en) | 2018-10-19 | 2022-05-31 | Rolls-Royce Corporation | Coaxial cable system for gas turbine engine |
KR20220112722A (en) | 2019-11-06 | 2022-08-11 | 엘에스전선 주식회사 | Charging cable assembly for electric vehicle |
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2022
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