液体冷却充电电缆及电动汽车快速充电设备制造技术

本公开公开了一种液体冷却充电电缆及电动汽车快速充电设备，包括保护层，所述保护层内沿着其延展方向间隔设置有空腔，空腔内部填充相变材料；保护层内布设有若干支架，每个支架上设置有多个容纳卡口，分别用于容纳并固定各个缆芯，所述支架的中心处设置有冷却水管，所述冷却水管包括进水管和若干回水管，所述回水管出口处安装有测温元件，所述支架、冷却水管与各个缆芯之间的空隙内填充导热材料，通过监控充电电缆的温度，控制冷却水管内冷却液的流量或/和流速，实现不同充电工况下的主动冷却。

【技术实现步骤摘要】
液体冷却充电电缆及电动汽车快速充电设备
本公开涉及一种液体冷却充电电缆及电动汽车快速充电设备。
技术介绍
电动汽车具有零排放、能耗低、振动噪音小等优点，并且对于生态环境更加友好，近年来获得了迅速发展。随着人们对电动汽车综合性能要求的提高，快速充电成为电动汽车目前亟需发展的关键技术，以节约驾驶员在充电站的等待时间，提高电动汽车的使用体验。但是，电动汽车的充电电缆通常采用铜作为输电材料，虽然其电阻较小，但是随着充电电流的提升，产生的焦耳热仍然会大幅度增加，如果不能将这些热量快速导出，可能会造成电缆的温度过高，甚至导致电缆熔化，产生安全隐患。随着电动汽车保有量的增加，充电桩的使用频率也不断提高，高频率反复使用的充电电缆容易产生更严重的发热问题，因此冷却要求也更高。现有文献也针对上述问题进行了不同技术手段的改进，但是均存在一定的缺点，例如：中国专利“一种充电桩电缆”公告号为CN206864235U，公开了一个贯穿电缆的保护架，用于固定各内部缆芯的位置，提高了电缆的抗弯折性能，但是该电缆在充电电流较高时产生的热量无法被导出，难以适用于具有快速充电和高频率充电需求的电动汽车快速充电桩。中国专利“充电桩电缆”，公告号为CN206331828U，该文件用铠装层增加了电缆的机械性能，但是其内部缆芯排布紧密，在快速充电时容易造成热量积累，并且电力缆芯的绝缘层如被破坏即会造成短路，甚至引发火灾。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种液体冷却充电电缆及电动汽车快速充电设备，本公开采用主动液体冷却方式大幅度增强了充电电缆的冷却效果，降低了充电电缆的温度，提升了电动汽车在快速充电过程中的安全性。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一种液体冷却充电电缆，包括保护层，所述保护层内沿着其延展方向间隔设置有空腔，空腔内部填充相变材料；所述保护层内布设有若干支架，每个支架上设置有多个容纳卡口，分别用于容纳并固定各个缆芯，所述支架的中心处设置有冷却水管，所述冷却水管包括进水管和若干回水管，所述回水管出口处安装有测温元件，所述支架、冷却水管与各个缆芯之间的空隙内填充导热材料，通过监控充电电缆的温度，控制冷却水管内冷却液的流量或/和流速，实现不同充电工况下的主动冷却。作为进一步的限定，所述保护层由耐磨耐热的绝缘材料制成，包裹住支架、各个缆芯以及冷却水管。当然，保护层可以为多层或单层结构，当其为多层结构时，能够具有更好的保护功能，保证缆芯和冷却水管不被损坏，这些均为本领域技术内的惯常手段，在此不再赘述，不论保护层是多层还是单层，理应属于本公开的保护范围。作为进一步的限定，所述支架为环形，且外径与保护层内径相匹配，内部圆周分布有多个用于保持各缆芯的圆弧形卡口，卡口的内径与各缆芯外径相匹配，相邻卡口之间的空隙与冷却水管的回水管的外径相匹配。上述的支架外径与保护层的内径相匹配，是指其外径等于或略微小于保护层的内径，保证支架的外侧能够支撑起保护层，在一定程度上保护各个缆芯的不缠绕和不容易压损。作为更进一步的限定，所述各个缆芯与支架的对应圆弧形卡口之间过盈配合。过盈配合连接，能够保证各个卡口能够稳固卡合缆芯外侧，保证缆芯的稳定固定。作为更进一步的限定，所述进水管安置在支架的中心位置，各个回水管设置于支架的相邻圆弧形卡口之间。将进水管设置于中心位置，能够保证沿着保护层内径圆周均匀分布的各个缆芯均能接触或临近进水管，保证各个缆芯的冷却较为均匀。作为进一步的限定，所述冷却水管包括至少一根进水管和多根回水管组成，进水管入口与外界冷却水循环管路的出口相连，在电缆另一端分岔为多根回水管并折回，回水管出口与外界冷却水循环管路的入口相连。作为进一步的限定，所述进水管入口处安装有调速水泵，在回水管出口处分别安装测温元件。作为更进一步的限定，所述测温元件为热电偶。作为进一步的限定，所述支架为多个，且各个支架在整个电缆的延伸方向上按一定距离均布。通过将支架设置为多个，能够避免过长的支架，保证充电电缆具有正常的弯曲功能，并在一定程度上减少成本的投入。作为进一步的限定，所述支架和保护层之间为间隙配合。作为进一步的限定，所述导热材料为导热硅胶。一种电动汽车快速充电设备，应用上述液体冷却充电电缆，所述充电电缆的一端与充电设备的冷却水循环管路以及充电设备的电子控制单元相连接，另一端与充电枪相连接，所述电子控制单元连接测温元件，读取温度信号并控制冷水循环管路或冷却水管的流量，相匹配的实时调整充电的电压和电流。上述充电设备包括但不限于充电桩。作为进一步的限定，所述缆芯包括但不限于电力缆芯、信号控制缆芯和信号传输缆芯，其中，电力缆芯为两根外部包裹绝缘层的导体，用于传输充电电流；信号控制缆芯为外部依次包裹屏蔽层和隔热层的通信线缆，用于传输充电控制信号；信号传输缆芯为外部包裹隔热层的通信线缆，用于传输电池状态信号。当然，在其他实施方式中，当充电设备替换为其他充电设备，或者应用于不同的充电对象时，上述缆芯进行相应的替换即可，这些改动为所属
人员容易想到的直接替换，理应属于本公开的保护范围。与现有技术相比，本公开的有益效果为：1、冷却充电电缆通过主动液体冷却方式大幅度增强了充电电缆的冷却效果，降低了充电电缆的温度，提升了应用对象在充电过程中的安全性；2、通过在充电电缆内填充的导热硅胶将电力缆芯产生的热量快速传导至冷却水管，增强了电力缆芯和冷却水管之间的热传导，进一步提升了冷却效果；3、通过支架使各缆芯在充电电缆内保持一定的距离，减少了电力缆芯之间的热量传递和积累，降低了绝缘层损坏时短路发生的概率；4、极端工况下当充电电缆内的温度超过设定值时，保护层内填充的相变材料可以通过相变融化吸收热量，延缓充电电缆温度的升高，提升了安全性；5、当冷却充电电缆应用至电动汽车快速充电时，可以通过电子控制单元ECU读取充电电缆回水管上的温度传感器信号并控制调速水泵的流量，可以对充电电缆的温度进行实时监测和精确控制，提升了不同充电工况和环境温度下的冷却效果。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本公开的整体结构示意图的轴测图；图2为本公开与图1反方向的整体结构示意图的轴测图；图3为本公开整体结构示意图的正视图；图4为图3的A-A剖视图；图5为图3的B-B剖视图；图6为本公开保护层示意图的正视图；图7为图6的A-A剖视图；图8为本公开支架的示意图；图9为本公开控制电路的示意图。其中：1、保护层2、冷却水管2-1、进水管2-2-1、回水管2-2-2、回水管2-2-3、回水管2-2-4、回水管3-1、电力缆芯3-2、电力缆芯4、信号控制缆芯4-1-1、信号控制通信线缆4-1-2、信号控制通信线缆4-2、信号控制屏蔽层4-3、信号控制隔热层5、信号传输缆芯5-1、信号传输隔热层5-2-1、信号传输通信线缆5-2-2、信号传输通信线缆6-1、热电偶6-2、热电偶6-3、热电偶6-4、热电偶7、调速水泵8、支架9、相变材料10、电子控制单元ECU。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体冷却充电电缆，其特征是：包括保护层，所述保护层内沿着其延展方向间隔设置有空腔，空腔内部填充相变材料；所述保护层内布设有若干支架，每个支架上设置有多个容纳卡口，分别用于容纳并固定各个缆芯，所述支架的中心处设置有冷却水管，所述冷却水管包括进水管和若干回水管，所述回水管出口处安装有测温元件，所述支架、冷却水管与各个缆芯之间的空隙内填充导热材料。

【技术特征摘要】
1.一种液体冷却充电电缆，其特征是：包括保护层，所述保护层内沿着其延展方向间隔设置有空腔，空腔内部填充相变材料；所述保护层内布设有若干支架，每个支架上设置有多个容纳卡口，分别用于容纳并固定各个缆芯，所述支架的中心处设置有冷却水管，所述冷却水管包括进水管和若干回水管，所述回水管出口处安装有测温元件，所述支架、冷却水管与各个缆芯之间的空隙内填充导热材料。2.如权利要求1所述的一种液体冷却充电电缆，其特征是：所述支架为环形，且外径与保护层内径相匹配，内部圆周分布有多个用于保持各缆芯的圆弧形卡口，卡口的内径与各缆芯外径相匹配，相邻卡口之间的空隙与冷却水管的回水管的外径相匹配。3.如权利要求2所述的一种液体冷却充电电缆，其特征是：所述各个缆芯与支架的对应圆弧形卡口之间过盈配合。4.如权利要求2所述的一种液体冷却充电电缆，其特征是：所述进水管安置在支架的中心位置，各个回水管设置于支架的相邻圆弧形卡口之间。5.如权利要求1所述的一种液体冷却充电电缆，其特征是：所述冷却水管包括至少一根进水管和多根回水管组成，进水管入口与外界冷却水循环管路的出口相连，在电缆另一端分岔为多根回水管并折回...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚楠，练晨，厉青峰，李华，何鑫，于奎刚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37