RU214181U1 - Контактное устройство станции зарядки электромобилей - Google Patents
Контактное устройство станции зарядки электромобилей Download PDFInfo
- Publication number
- RU214181U1 RU214181U1 RU2022120804U RU2022120804U RU214181U1 RU 214181 U1 RU214181 U1 RU 214181U1 RU 2022120804 U RU2022120804 U RU 2022120804U RU 2022120804 U RU2022120804 U RU 2022120804U RU 214181 U1 RU214181 U1 RU 214181U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charging
- cable
- cooling
- electric vehicle
- charging station
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель может быть использована в качестве зарядного кабеля в составе станции зарядки электромобилей большой мощности. Может быть применима для зарядных станций мощностью более 200 кВт. Повышение надежности работы зарядного кабеля зарядной станции большой мощности достигается за счет того, что охлаждающий канал зарядного кабеля выполнен в виде перфорированной трубки, обвитой вокруг электрического кабеля. Конец трубки выполнен с разветвлениями и расположен внутри зарядного штекера. Свободные концы трубок разветвления выполнены открытыми, в корпусе зарядного штекера выполнены отверстия для выхода охлаждающего газа.
Description
Полезная модель относится к конструкции электрических проводников, в частности к электрическим кабелям, снабженным устройствами для теплового рассеяния. Может быть использована в качестве зарядного кабеля в составе станции зарядки электромобилей большой мощности. Может быть применима для зарядных станций мощностью более 200 кВт.
На данный момент многие производители станций зарядки электромобилей выпускают станции мощностью более 200 кВт. Такие мощности вызывают необходимость подвода к нагрузке токов большой величины. Для этого используют медный кабель, большого сечения, что неудобно для потребителей услуг зарядных станций, т.к., такой кабель громоздкий и тяжелый. Из существующего уровня техники известно применение замкнутых контуров жидкостного охлаждения для кабелей зарядных станций. Недостатком такого охлаждения зарядного кабеля является громоздкость и сложность конструкции зарядного кабеля. Использование внутри кабеля прямой и обратной линии с хладагентом не обеспечивает равномерное охлаждение кабеля с его разных сторон.
Известна зарядная станция, содержащая зарядный кабель по патенту на изобретение RU 2670089, H01B 7/42, 2017. В одном варианте исполнения применяют замкнутый цикл охлаждения накопителя электроэнергии электромобиля. Зарядный кабель содержит канал для текучей среды. Текучую среду направляют от зарядной станции к первому устройству штепсельного соединения и от первого устройства штепсельного соединения обратно к зарядной станции. Текучая среда представляет собой жидкость, которую можно всасывать из емкости. Для циркуляции текучей среды в контуре зарядная станция содержит по меньшей мере один насос для текучей среды или компрессор. Недостатком является сложность конструкции зарядной станции, содержащей замкнутый охлаждающий контур, недостаточное охлаждение зарядного кабеля и элементов его разъема.
В другом варианте исполнения изобретения текучая среда представляет собой воздух, который втягивают из внешнего пространства зарядной станции. Также можно использовать другой газ, или смесь газов. В этом случае воздух могут выдувать на накопитель электроэнергии электромобиля после прохождения через контур охлаждения, или направлять в замкнутый контур охлаждения для повторного охлаждения или нагрева. Недостатком является сложность конструкции, громоздкость и большой вес зарядного кабеля недостаточная интенсивность охлаждения зарядного кабеля и элементов штепсельного соединения, размещенных на его конце.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрана зарядная станция электромобиля, снабженная охлаждающим трубопроводом по заявке на изобретение DE 102010007975, H01М 10/44, 2011. В одном варианте исполнения изобретения зарядный кабель соединяет зарядную станцию с накопителем электроэнергии электромобиля. Для снижения потерь мощности при быстрой зарядке электромобиля, которые приводят к нагреву накопителя электроэнергии, предусмотрены линии охлаждения. Линии охлаждения соединяют транспортное средство с охлаждающим устройством, встроенным в зарядную станцию. Охлаждающее устройство включает в себя насос, обратный охладитель и другие компоненты для охлаждения хладагента. Хладагент транспортируется по контуру между охлаждающим устройством и накопителем электроэнергии. В других конструкциях вместо насоса может быть предусмотрен компрессор. Недостатком является сложность конструкции системы охлаждения аккумулятора электромобиля, необходимость использования прямой и обратной линии в замкнутом охлаждающем контуре, громоздкость и большой вес зарядного кабеля, неравномерное охлаждение зарядного кабеля, недостаточное охлаждение элементов разъема кабеля и электромобиля, перегрев которых снижает надежность работы станции.
В другом варианте исполнения зарядная станция имеет компрессор, который направляет по трубопроводу сжатый воздух к накопителю электроэнергии транспортного средства и обтекает его, в результате чего накопитель электроэнергии охлаждается. Оттуда сжатый воздух, используемый в качестве охлаждающей среды, выходит наружу. Вместо сжатого воздуха также можно использовать другой газ, например азот. Недостатком является сложность конструкции элементов системы охлаждения, предусматривающей обтекание охлаждающим газом аккумулятора электромобиля. Необходимость стыка трубопровода со сжатым воздухом в разъеме зарядного кабеля станции и электромобиля не позволяет в достаточной мере охлаждать контактные элементы самого зарядного кабеля. Это может привести к их недопустимому нагреву и поломке систем электромобиля и станции зарядки.
Во всех вариантах исполнения зарядной станции по патенту DE 102010007975 линии охлаждения и зарядный кабель расположены в общем узле, который может быть выполнен в виде шланга, кабеля, трубы, гибкой трубы и т.п. На свободном конце зарядного кабеля находится соединительный блок, который может быть присоединен к соединительному блоку транспортного средства, адаптированному к нему. Два соединительных блока выполнены в виде вилок и розеток. При соединении двух соединительных блоков автоматически подключают как зарядный кабель, так и линии охлаждения. Их точное соединение контролируют датчиком. Необходимость расположения прямой и обратной линий охлаждения усложняет конструкцию зарядного кабеля. Необходимость использования датчика в узле соединения зарядного кабеля с зарядным гнездом электромобиля усложняет конструкцию коннектора. Расположение вдоль зарядного кабеля обратной линии с нагретой средой, подаваемой к охладителю, способствует неравномерности температуры на его поверхности из-за нагрева кабеля с одной стороны, и охлаждения с другой стороны. Это может привести к повреждению оболочки зарядного кабеля, что снижает надежность его работы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы зарядного кабеля зарядной станции большой мощности.
Технический результат достигается за счет того, что в зарядном кабеле станции зарядки электромобилей, содержащем электрический кабель и канал для охлаждающего газа, выполненный с возможностью соединения с устройством сжатия газа, зарядный штекер для соединения с ответным гнездом электромобиля, согласно полезной модели, охлаждающий канал выполнен в виде перфорированной трубки, конец трубки выполнен с разветвлениями и расположен внутри зарядного штекера, свободные концы трубок разветвления выполнены открытыми, в корпусе зарядного штекера выполнены отверстия для выхода охлаждающего газа.
Перфорированная трубка может быть обвита вокруг электрического кабеля.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в контактном устройстве, которым является зарядный кабель электромобиля, выполнение трубки с охлаждающим воздухом, обвитой вокруг кабеля, позволяет равномерно, с определенным шагом охлаждать диаметрально противоположные участки кабеля. Витая форма трубки и ее перфорация позволяет повысить эффективность тепломассообмена с поверхности электрического кабеля за счет соударения, перемешивания и отклонения струй воздуха, выдуваемого из расположенных под разными углами отверстий в трубке, что повышает интенсивность охлаждения. Выполнение конца трубки с разветвлениями позволяет расположить отводы трубки с охлаждающей воздушной средой вокруг контактных элементов, расположенных внутри зарядного штекера. Это позволяет эффективно охлаждать контактные элементы штекера. Выполнение свободных концов трубок разветвления с перфорацией обеспечивает обдув охлаждающим воздухом каждого контактного элемента штекера с разных сторон, исключает повышение температуры от влияния друг на друга соседних элементов, способствует их равномерному охлаждению. Отверстия для выхода воздуха в корпусе зарядного штекера позволяют выводить нагретый воздух из охлаждающего канала, что обеспечивает возможность поступления в него нового объема охлаждающей среды и интенсивного прохождения охлаждающего газа вдоль поверхности электрического кабеля. Эффективное охлаждение электрического кабеля и зарядного штекера позволяет повысить надежность работы зарядного кабеля. Кроме того, выдув воздуха из отверстий в корпусе зарядного штекера препятствует попаданию влаги в контактные элементы штекерного разъема, что предотвращает короткое замыкание и преждевременный выход их из строя как зарядного кабеля, так и станции в целом.
На фигуре 1 представлена схема подключения зарядного кабеля зарядной станции к электромобилю.
На фигуре 2 схематично представлен зарядный кабель станции зарядки электромобилей.
Зарядная станция 1 содержит преобразователь 2 переменного тока в постоянный, компрессор 3, соединенный с ресивером 4, узел подключения 5 зарядного кабеля 6. Электромобиль 8 снабжен зарядным гнездом 7. Линия подачи охлаждающего газа, в качестве которого используют воздух, снабжена обратными клапанами 9. Ресивер 4 снабжен прибором определения давления 10. Зарядный кабель 6 содержит место подключения 11 к зарядной станции 1, оболочку 12, внутри которой расположен изолированный электрический кабель 13 и охлаждающий канал. Оболочка 12 может быть выполнена из полиэтилена, либо другого полимера, пригодного для изготовления изоляции кабеля, химически стойкого и не теряющего эластичность при низких температурах. Подключение электрического кабеля 13 в узле подключения 5 стандартное. Зачищенные и обжатые концы кабеля прикреплены болтами к источнику тока. А охлаждающая трубка 14, являющаяся охлаждающим каналом, надета на штуцер подачи воздуха и обжата хомутом. Охлаждающий канал представляет собой витую трубку 14 с множеством отверстий 15, выполненных вдоль всей длины витой трубки 14. Трубка может быть расположена вдоль электрического кабеля с параллельным расположением их продольных осей, а может быть 14 обвита вокруг электрического кабеля 13 с определенным шагом витков. Конец зарядного кабеля 6 оснащен зарядным штекером 16. На участке входа кабеля в корпус штекерного разъема 16 выполнен гермоввод, для предотвращения попадания влаги в разъём. Внутри штекера 16 выполнено разветвление 17 электрического кабеля 13 и разветвление 18 охлаждающей трубки 14. Концы проводов электрического разветвления 17 зачищены и соединены с контактными элементами 19 штекера 16. Контактные элементы 19 выполнены в виде гильз. Воздушная охлаждающая трубка 14 надета на штуцер, который распределяет потоки воздуха ко всем гильзам 19 для их охлаждения. Концы разветвления трубки охлаждения 18 выполнены открытыми и размещены во внутренней полости корпуса штекера 16 между контактными элементами 19 электрического разъема. В корпусе и в контактной части штекера 16 выполнены отверстия 20 для выхода охлаждающего воздуха.
Зарядный кабель станции зарядки электромобилей работает следующим образом.
Преобразователь 2 зарядной станции 1 мощностью 200 - 250 кВт преобразует переменный ток с величиной напряжения 380В в постоянный ток с величиной напряжения 200÷1000В. Выход преобразователя 2 соединяют с электрическим кабелем 13 зарядного кабеля 6 через узел его подключения 5. Выходной патрубок ресивера 4 с помощью штуцера соединяют с трубкой охлаждения 14. Зарядный штекер 16 устанавливают в зарядное гнездо 7 электромобиля 8. С помощью преобразователя 2 зарядной станции 1 мощностью 200 - 250 кВт преобразуют переменный ток с величиной напряжения 380В в постоянный ток с величиной напряжения 200÷1000В. Передают электроэнергию от зарядной станции 1 аккумулятору электромобиля 8 по электрическому кабелю 13 зарядного кабеля 6. При этом происходит нагрев электрического кабеля 13 и контактных элементов 19 зарядного штекера 16, выполненных в виде металлических гильз. Для охлаждения электрического кабеля 13 и зарядного штекера 16 используют витую трубку охлаждения 14. Воздух с температурой окружающей среды, поступающий в компрессор 3 из внутреннего пространства зарядной станции сжимают и подают в ресивер 4, создавая в нем давление не более 10 атм. Компрессор работает до наполнения ресивера. Открывают клапан 9 на выходе из ресивера 4 и подают сжатый охлаждающий воздух в витую перфорированную трубку 14. Воздух под давлением выходит из отверстий 15 трубки 14, витки которой охватывают электрический кабель 13 по всей его длине, или расположены вдоль поверхности кабеля 13. Струи охлаждающего воздуха, выходя из отверстий 15, расположенных вдоль витков трубки 14 под разными углами к оси электрического кабеля 13, соударяются, меняют направление, создают завихрения и движение воздуха вдоль всей длины кабеля 13, интенсивно охлаждая его. Попадая внутрь корпуса зарядного штекера 16, струи охлаждающего воздуха омывают контактные гильзы 19, охлаждая их и защищая от недопустимого перегрева выше 95°С. Выходя из открытых концов трубок разветвления 18, воздух охлаждает внутреннее пространство и корпус зарядного штекера 16. При этом происходит защита штекерного устройства 16 как от критического перегрева, так и от попадания влаги внутрь корпуса и на контактные элементы 19. Кроме того, происходит наружное охлаждение контактного гнезда электромобиля и его аккумулятора. В результате предотвращается повреждение изоляции зарядного кабеля 6, нагрев до критической температуры корпуса зарядного штекера 16 и его контактных элементов, предотвращается короткое замыкание внутри штекера 16. Все это повышает надежность работы зарядного кабеля и увеличивает его долговечность.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить надежность работы зарядного кабеля зарядной станции большой мощности.
Claims (2)
1. Контактное устройство станции зарядки электромобилей, содержащее электрический кабель и канал для охлаждающего газа, выполненный с возможностью соединения с устройством сжатия газа, зарядный штекер для соединения с ответным гнездом электромобиля, отличающееся тем, что охлаждающий канал выполнен в виде перфорированной трубки, конец охлаждающего канала выполнен с разветвлениями и расположен внутри зарядного штекера, свободные концы разветвляющихся участков охлаждающего канала выполнены открытыми, в корпусе зарядного штекера выполнены отверстия для выхода охлаждающего газа.
2. Контактное устройство станции зарядки электромобилей по п.1, отличающееся тем, что перфорированная трубка обвита вокруг электрического кабеля.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU214181U1 true RU214181U1 (ru) | 2022-10-14 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812770C1 (ru) * | 2023-06-30 | 2024-02-02 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Шкаф зарядной станции для электромобилей |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584153C1 (ru) * | 2012-03-30 | 2016-05-20 | Дзе Юниверсити Оф Токио | Реверсируемый топливный элемент и батарея реверсируемых топливных элементов |
DE102016202407A1 (de) * | 2016-02-17 | 2017-08-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ladestation zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs |
RU2670089C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2018-10-18 | Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт | Зарядная станция, содержащая зарядный кабель |
RU2674914C1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-12-13 | Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт | Зарядная система для электромобилей |
US11315704B2 (en) * | 2017-02-21 | 2022-04-26 | Ls Cable & System Ltd. | Electric vehicle charging cable |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584153C1 (ru) * | 2012-03-30 | 2016-05-20 | Дзе Юниверсити Оф Токио | Реверсируемый топливный элемент и батарея реверсируемых топливных элементов |
RU2670089C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2018-10-18 | Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт | Зарядная станция, содержащая зарядный кабель |
DE102016202407A1 (de) * | 2016-02-17 | 2017-08-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ladestation zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs |
US11315704B2 (en) * | 2017-02-21 | 2022-04-26 | Ls Cable & System Ltd. | Electric vehicle charging cable |
RU2674914C1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-12-13 | Др. Инж. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт | Зарядная система для электромобилей |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812770C1 (ru) * | 2023-06-30 | 2024-02-02 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Шкаф зарядной станции для электромобилей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7075144B2 (ja) | 一種の大電力充電スタンドの正負極液冷電気ケーブルの直列冷却構造 | |
JP6999685B2 (ja) | 電気車充電用ケーブル | |
JP3223818U (ja) | 液体冷却式充電ケーブルシステム | |
US9701210B2 (en) | Cooling of charging cable | |
JP7075143B2 (ja) | 一種の大電力充電スタンド正極及び負極専用パラレル冷却液冷電気ケーブル | |
KR102667074B1 (ko) | 전기차 충전용 케이블 어셈블리 | |
US20180264957A1 (en) | Electric cable comprising a fluid conduit for cooling | |
KR102461452B1 (ko) | 전기차 충전용 케이블 | |
CN108847316B (zh) | 一种600a直流充电桩专用液冷电缆dc+和dc-的并冷冷却方式 | |
US11433773B2 (en) | Charging harness unit for a battery of a motor vehicle | |
CN108899122B (zh) | 一种直流600a充电枪专用液冷电缆dc+和dc-的串冷冷却方式 | |
KR20210055001A (ko) | 전기차 충전용 케이블 어셈블리 | |
CN110087936B (zh) | 用于将电缆与机动车的电气装置电连接的连接元件和连接设备 | |
JP6554023B2 (ja) | 内部冷却ケーブル | |
RU214181U1 (ru) | Контактное устройство станции зарядки электромобилей | |
WO2024037232A1 (zh) | 充电终端 | |
CN211088573U (zh) | 线缆端子组件和具有它的车辆 | |
US20230051961A1 (en) | Electric Vehicle Charging System | |
EP3771592B1 (en) | Passive device for cooling electrical cable | |
CN116057646A (zh) | 冷却的充电电缆 | |
CN208045871U (zh) | 一种特种感应加热器导电极与水冷电缆连接装置 | |
CN109969022A (zh) | 一种节能环保大功率充电桩及其冷却方法 | |
KR102498473B1 (ko) | 전기자동차 충전 열관리 시스템 | |
CN219163068U (zh) | 一种液冷式连接装置 | |
CN110015005B (zh) | 充电装置、车辆和充电系统 |