一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法。所述冷却系统包括沿着绝缘液体（1）流动方向依次通过保温管道连接的绝缘液体储存装置（2）、绝缘液体循环泵（3）、冷却系统（4）、正极快速接头Ⅰ（5）、电缆正极换热通道（6）、正极快速接头Ⅱ（7）、串联绝缘通道（8）、负极快速接头Ⅰ（9）、电缆负极换热通道（10）、负极快速接头Ⅱ（11）；所述负极快速接头Ⅱ（11）与绝缘液体储存装置（2）通过保温管道连接。本发明专利技术能成倍提高充电电流，具有巨大时间和经济效益，可以减轻了电缆重量，且简化了冷却系统，更经济，换热性能高，输送更便捷、经济、环保；并且安全性高。并且安全性高。并且安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车充电桩领域，具体涉及一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法。

技术介绍

[0002]随着石油能源危机及环保压力的加大，新能源电动汽车将逐步取代燃油汽车。新能源电动汽车有环保、动力、噪音等方面的优势，但依然存在电池续航短、充电时间长的缺点，从而造成无法长途行驶、充电排队、需要大量修建充电桩、浪费资源、土地等问题。为了解决这些问题，就必须缩短充电时间，加大充电功率，在无法提高电压的情况下，势必加大充电电缆电流。根据电缆发热量Q＝I2Rt，发热量随电流增加成平方倍增加，从而造成电缆高温升,破坏电缆绝缘层，引发正负极短路、火灾、触电伤人事故等，所以现阶段出现大量电缆冷却系统或方法，但依然存在如下问题：
[0003]中国专利CN 107734925 A“一种快速充电冷却系统”采用电缆正负极同时具有进、出两个换热通道的并联方式，不利于减小电缆的截面积、电缆重量，不便拖拽电缆给汽车充电，不符合人体工程学；
[0004]中国专利CN 109215872 A“一种液冷线缆及使用其的电动汽车充电缆线冷却装置”未寻找到具体绝缘载冷介质，存在泄漏触电伤人、正负极短路、火灾等风险；
[0005]中国专利CN201910239407.2“一种节能环保大功率充电桩及其冷却方法”以气体为载冷介质循环冷却系统，存在需加压缩机，可压缩流体加压温升明显、导热系数低、换热效果差、经济性差和噪音大等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]本专利技术提供的一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，包括沿着绝缘液体流动方向依次通过保温管道连接的绝缘液体储存装置、绝缘液体循环泵、冷却系统正极快速接头Ⅰ、电缆正极换热通道、正极快速接头Ⅱ、串联绝缘通道、负极快速接头Ⅰ、电缆负极换热通道、负极快速接头Ⅱ；所述负极快速接头Ⅱ与绝缘液体储存装置通过保温管道连接。
[0009]进一步的，所述冷却系统为外部冷源直接冷却，包括冷却换热器和外部冷源。
[0010]进一步的，所述冷却系统为制冷循环冷却；所述制冷循环冷却包括冷却换热器(，制冷工质，制冷工质循环泵，制冷循环。
[0011]进一步的，所述绝缘液体为矿物绝缘油。
[0012]进一步的，所述矿物绝缘油的介电常数≥1、热导率≥0.1W/m
·
K、击穿电压≥3kV、倾点≤
‑
10℃、运动粘度为12～2500mm2/s、最低冷态投运温度≤
‑
10℃、闪点≥100℃。
[0013]进一步的，所述矿物绝缘油为变压器油、硅油和低温开关油中的至少两种组成。
[0014]进一步的，所述绝缘液体循环泵为容积式泵、叶片式泵、射流泵和电磁泵中的任意
一种或任意几种的组合。
[0015]进一步的，所述绝缘液体储存装置为带有干燥过滤呼吸阀的开式储罐或箱体；或者，所述绝缘液体储存装置为带有内压橡胶皮囊的闭式储罐。
[0016]本专利技术提供的一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却方法，应用上述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统进行冷却；具体步骤为：
[0017]S1、以绝缘液体为载冷工质，绝缘液体温度为
‑
10～20℃，绝缘液体从绝缘液体储存装置出口进入绝缘液体循环泵中，经绝缘液体循环泵加压，从绝缘液体循环泵出口进入冷却系统中，经冷却系统的外供冷源或制冷剂换热冷却后；
[0018]S2、绝缘液体从冷却系统的出口经正极快速接头Ⅰ进入电缆正极换热通道 (6)中冷却正极充电电缆；
[0019]S3、绝缘液体再从电缆正极换热通道出口，经正极快速接头Ⅱ、串联绝缘通道、负极电缆快速接头Ⅰ进入负极换热通道中冷却负极充电电缆；
[0020]S4、绝缘液体再从负极换热通道出口，经负极快速接头Ⅱ回到绝缘液体储存装置，以此循环冷却充电电缆，带出电缆内部热量。
[0021]进一步的，所述大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统的运行压力≥ 1bar。
[0022]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：
[0023](1)本专利技术提供的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法，采用绝缘液体循环冷却电缆，可以带走电缆充电时的发热量，成倍提高充电电流，具有巨大时间和经济效益；
[0024](2)本专利技术提供的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法，以绝缘通道串联正负极换热通道的方式，可避免正负极短路，相比并联方式，减少绝缘液体回路，减小充电电缆截面积，优化了充电电缆结构，从而减轻了电缆重量，更符合人体工程学，且简化了冷却系统，更经济；
[0025](3)本专利技术提供的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法，相比气体冷却，换热性能更高，输送更便捷、经济、环保；
[0026](4)本专利技术提供的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统及方法，相比其它液体冷却，避免因电缆、换热通道破损漏电伤人，更安全。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的实施例1的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的实施例3的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例1和实施例3中电缆正负极换热通道串联冷却结构示意图；
[0030]图4为对照例(试验一、试验二和试验三)中电缆随时间的温度变化图；
[0031]图5为试验四中电缆随时间的温度变化图；
[0032]图6为试验四中电缆随时间的热功率变化图；
[0033]图7为试验五中电缆随时间的温度变化图；
[0034]图8为试验五中电缆随时间的热功率变化图；
[0035]图9为试验六中电缆随时间的温度变化图；
[0036]图10为试验六中电缆随时间的热功率变化图；
[0037]图11为试验七中电缆随时间的温度变化图；
[0038]图12为试验七中电缆随时间的热功率变化图；
[0039]图13为试验八中电缆随时间的温度变化图；
[0040]图14为试验八中电缆随时间的热功率变化图；
[0041]图15为试验九中电缆随时间的温度变化图；
[0042]图16为试验九中电缆随时间的热功率变化图；
[0043]图17为试验十中电缆随时间的温度变化图；
[0044]图18为试验十中电缆随时间的热功率变化图；
[0045]图19为试验十一中电缆随时间的温度变化图；
[0046]图20为试验十一中电缆随时间的热功率变化图。
[0047]图中：1
‑
绝缘液体，2
‑
绝缘液体储存装置，3
‑
绝缘液体循环泵，4
‑
冷却， 41
‑
冷却换热器，42
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：包括沿着绝缘液体（1）流动方向依次通过保温管道连接的绝缘液体储存装置（2）、绝缘液体循环泵（3）、冷却系统（4）、正极快速接头Ⅰ（5）、电缆正极换热通道（6）、正极快速接头Ⅱ（7）、串联绝缘通道（8）、负极快速接头Ⅰ（9）、电缆负极换热通道（10）、负极快速接头Ⅱ（11）；所述负极快速接头Ⅱ（11）与绝缘液体储存装置（2）通过保温管道连接。2.根据权利要求1所述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：所述冷却系统（4）为外部冷源直接冷却，包括冷却换热器（41）和外部冷源（42）。3.根据权利要求1所述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：所述冷却系统（4）为制冷循环冷却；所述制冷循环冷却包括冷却换热器（41），制冷工质（45），制冷工质循环泵（43），制冷循环（44）。4.根据权利要求1所述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：所述绝缘液体（1）为矿物绝缘油。5.根据权利要求4所述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：所述矿物绝缘油的介电常数≥1、热导率≥0.1W/m
ꢀ•
K、击穿电压≥3kV、倾点≤
‑
10℃、运动粘度为12～2500mm2/s、最低冷态投运温度≤
‑
10℃、闪点≥100℃。6.根据权利要求4所述的大功率充电桩充电电缆绝缘液体冷却系统，其特征在于：所述矿物绝缘油为变压器油、硅油和低温开关油中的至少两种组成。7.根据权利要求1所述的大功率充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海，杨和平，程源，曹卫华，
申请(专利权)人：成都深冷液化设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：