本发明专利技术涉及一种用于电动车辆高功率快速充电的液冷式电缆装置，该液冷式电缆装置包括充电连接器(1)和液冷式充电电缆(2)，其中液冷式充电电缆(2)包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体(3)和若干绝缘负导体(4)、以及内流体通道(6)和围绕内流体通道(6)的外流体通道(7)，内流体通道(6)和外流体通道(7)一起为液体冷却剂提供供应路径(8)和返回路径(9)，其中正导体(3)和负导体(4)被布置在内流体通道(6)内，其中充电连接器(1)至少包括通过第一连接元件(13)被电连接到正导体(3)的正接触件(12)和通过第二连接元件(15)被电连接到负导体(4)的负接触件(14)，其中第一连接元件(13)和第二连接元件(15)各自由导热导电材料构成并且彼此电隔离，其中第一连接元件(13)和第二连接元件(15)各自被热连接到充电电缆(2)的内通道(6)和外通道(7)，使得在充电期间在接触件(12，14)中生成的热量能够通过液体冷却剂被去除。14)中生成的热量能够通过液体冷却剂被去除。14)中生成的热量能够通过液体冷却剂被去除。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为电动车辆充电的电动车辆充电系统
[0001]本专利技术涉及一种用于电动车辆的高功率快速充电的液冷式电缆装置，该液冷式电缆装置包括充电连接器和液冷式充电电缆，其中液冷式充电电缆包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体和若干绝缘负导体、以及内流体通道和围绕内流体通道的外流体通道，内流体通道和外流体通道一起为液体冷却剂提供供应路径和返回路径，其中正导体和负导体被布置在内流体通道内。本专利技术还涉及相应方法。
技术介绍
[0002]对于电动车辆(EV)的高功率充电，通常使用液冷式充电装置来在充电期间提供足够的散热。这样的充电装置通常包括充电电缆，充电电缆包括多个导体和充电连接器，电源接触件位于充电电缆中。
[0003]电缆本身包括多个导体，特别是每个DC极性三个导体，另外还有一个导体提供接地连接。导体是绝缘的，以防止导电部件相互接触。由于介电或机械原因，充电电缆可以包括附加部件。
[0004]为了去除在充电电缆和充电连接器两者中由焦耳效应生成的热量，已知通过从通常位于充电桩内部或外部的冷却单元引导冷却液流通过充电电缆和连接器并且返回冷却单元来提供冷却，其中由焦耳效应提供给冷却剂的热量优选地被耗散到周围的环境空气中，或者备选地，例如被耗散到冷却水、被耗散到制冷回路、或被耗散到外部热负载作为废热利用。为此，在已知的充电电缆中，导体被布置在电缆的内部部件中，该内部部件为冷却流体提供第一冷却通道。内部部件由紧密护套包围。在护套的外侧，充电电缆包括用于冷却流体的第二通道，该第二通道再次被围绕整个电缆的护套包围。冷却流体流主要假定为被引导使得外部流体空间用于流体从充电柱流向端部连接器并且通过内部流体体积返回。然而，通常也可以提供相反取向的流体流动。
[0005]这样的液体冷却对于大电流快速EV充电器是必要的，主要是因为，液体冷却避免了对笨重的充电导体的其他必要使用，笨重的充电导体会使充电电缆非常难以处理。此外，充电电缆中的液体冷却必须被设计为满足在标准IEC62196
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1中报告的条款，该条款将充电连接器中的电气端子的温度上升限制为最大50K。
[0006]例如，US 2018/0158572 A1公开了一种强电充电电缆，该电缆具有外护套、在纵向方向上延伸的多个强电芯、以及具有在纵向方向上延伸以引导冷却剂的至少一个空腔的至少一个冷却护套。
[0007]US 2009/0167078 A1公开了一种用于与电动车辆一起使用的车辆导体，包括保护管，包括在保护管中的能够供电的至少一个电线、以及在保护管中位于至少一个电线附近的冷却管。
[0008]在液冷式充电电缆中，在4m至6m的常见充电电缆长度范围内，充电电缆连接器的电源接触件与汽车插座中的配对接触件之间的接触电阻通常是导体的欧姆电阻的百分之几。因此，当以500A为EV充电时，与通过导体的长度而生成的总热量相比，在充电连接器的
每个电源接触件中生成的热量可以忽略不计。然而，在现有技术中，出于成本效益的原因，电源接触件的几何形状在诸如高达200A的低功率充电电缆和当今的诸如高达500A的高功率充电电缆中没有改变。当以500A为EV充电时，即使在冷却的充电电缆中，预计沿着充电连接器中的电源接触件也会出现20℃至30℃之间的非常高的温度梯度。
[0009]此外，在现有解决方案中，电源接触件通过非常小的区域电连接到导体，例如卷曲的，并且冷却剂路径围绕或嵌入该小区域内。这表示，在现有配置中，当以高电流充电时，必须从电源接触件去除非常大的热通量，即，热负荷除以面积。因此，不仅需要冷却充电电缆，还需要冷却充电连接器。
[0010]在这点上，DE 10 2016 206 300 A1公开了一种充电连接器，该充电连接器具有被布置在充电连接器壳体中的至少一个液冷式电源接触件。液冷式电源接触件具有可以经由充电连接器壳体的接触件侧接近的第一连接区域以用于与电力接收器的直接电连接，并且具有被直接电连接到充电电缆的第二连接区域。该连接器还具有被流体连接到冷却流体线的至少一个充电电缆冷却设备。充电连接器具有旁路电源线和与其流体连接的旁路回流线。旁路电源线和旁路回流线分别与冷却流体线流体连接，使得从冷却流体线经由旁路电源线到旁路回流线并且回到冷却流体线的冷却流体流是可能的。旁路端口允许流入电源接触件冷却设备。
[0011]DE 10 2010 050 562 B3公开了一种车辆连接器插头，其中为冰箱和冷却剂管的形式的冷却设备与插头热耦合以冷却插头的一部分。冷却设备在与插头分离时关闭。插头具有连接部分和手柄部分。冷却设备包括被引导通过手柄部分的通道。电缆通过公共盖被保持在冷却设备的部分管状通道处。
[0012]DE 10 2016 117 011 A1公开了一种用于电插头连接器的导电接触元件，该接触元件包括具有远侧开口的冷却腔，该远侧开口要与充电电缆的径向内管的远侧开口流体连接。
[0013]现有技术的液冷式充电连接器的缺点是，冷却系统的热性能不足。
技术实现思路
[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种用于为电动车辆充电的充电连接器，该充电连接器克服了之前解释的缺点，特别是提供了一种与本文档中描述的充电电缆拓扑匹配并且能够实现适当的介电设计和所需要的电气特性的充电连接器。此外，本专利技术应当提供电缆和连接器本身的合适的、理想情况下非常好的冷却，以确保充电连接器及其接触件的温度满足要求，并且提供良好的可制造性、合理的价格、重量、可靠性和其他操作属性。
[0015]本专利技术的目的由独立权利要求的特征解决。优选实施例在从属权利要求中详述。
[0016]因此，该目的通过一种用于电动车辆的高功率快速充电的液冷式电缆装置来解决，该液冷式电缆装置包括
[0017]充电连接器和液冷充电电缆，
[0018]其中液冷式充电电缆包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体和若干绝缘负导体、以及内流体通道和围绕内流体通道的外流体通道，内流体通道和外流体通道一起为液体冷却剂提供供应路径和返回路径，
[0019]其中正导体和负导体被布置在内流体通道内，
[0020]其中充电连接器至少包括正接触件和负接触件，正接触件通过第一连接元件被电连接到正导体，负接触件通过第二连接元件被电连接到负导体，
[0021]其中第一连接元件和第二连接元件各自由导热导电材料构成并且彼此电隔离，
[0022]其中第一连接元件和第二连接元件每个被热连接到充电电缆的内通道和外通道，使得在充电期间在接触件中生成的热量可以通过液体冷却剂被去除。
[0023]因此，与从现有技术已知的现有解决方案相比，降低接触元件的最大操作温度是本专利技术的关键点。在通过上述第一连接元件和上述第二连接元件的充电连接器中，接触件与冷却剂流体之间的传热面积增加，并且从接触元件的散热可以有利地被最大化。结果，上述第一连接元件和第二连接元件每个充当非常有效的散热器，以从接触元件去除热能并且将热量非常有效地引导到冷却剂流体。接触件(也称为电源接触件)为此不直接电连接到导体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电动车辆的高功率快速充电的液冷式电缆装置，包括充电连接器(1)和液冷式充电电缆(2)，其中所述液冷式充电电缆(2)包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体(3)和若干绝缘负导体(4)、以及内流体通道(6)和围绕所述内流体通道(6)的外流体通道(7)，所述内流体通道(6)和所述外流体通道(7)一起为液体冷却剂提供供应路径(8)和返回路径(9)，其中所述正导体(3)和所述负导体(4)被布置在所述内流体通道(6)内，其中所述充电连接器(1)至少包括正接触件(12)和负接触件(14)，所述正接触件(12)通过第一连接元件(13)被电连接到所述正导体(3)，所述负接触件(14)通过第二连接元件(15)被电连接到所述负导体(4)，其中所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(15)各自由导热导电材料构成并且彼此电隔离，其中所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(15)各自被热连接到所述充电电缆(2)的所述内通道(6)和所述外通道(7)，使得在充电期间在所述接触件(12，14)中生成的热量能够通过所述液体冷却剂被去除。2.根据前述权利要求所述的液冷式电缆装置，其中所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(15)各自包括流体通道(20)，所述流体通道(20)将所述充电电缆(2)的所述内流体通道(6)和所述外流体通道(7)流体连接，使得在充电期间在所述接触件(12，14)中生成的热量能够通过所述液体冷却剂被去除。3.根据前述权利要求中任一项所述的液冷式电缆装置，其中所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(15)各自包括用于与所述充电电缆(2)的连接的充电电缆配合部件(18)和用于与相关接触件(12，14)的连接的接触件配合部件(19)，其中所述接触件配合部件(19)具有比所述充电电缆配合部件(18)宽的径向延伸部。4.根据前述权利要求中任一项所述的液冷式电缆装置，其中所述第一连接元件(13)和/或所述第二连接元件(15)中的所述流体通道(20)各自由轴向通道部件(21)和径向通道部件(22)构成，其中所述轴向通道部件(21)朝向所述连接元件(13，15)的轴向表面(23)是打开的，所述径向通道部件(22)朝向所述连接元件(13，15)的径向表面(24)是打开的，并且所述轴向通道部件(21)和所述径向通道部件(22)彼此流体连接。5.根据前述权利要求中任一项所述的液冷式电缆装置，还包括绝缘外壳(16)，所述绝缘外壳(16)容纳所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(15)并且将所述连接元件(13，15)彼此电绝缘，所述绝缘外壳(16)可选地容纳所述正接触件(12)和所述负接触件(14)并且将所述接触件(12，14)彼此电绝缘，所述绝缘外壳(16)还可选地提供连接器壳体，所述连接器壳体将所述连接器(1)与周围绝缘。6.根据前述权利要求所述的液冷式电缆装置，其中在所述绝缘外壳(16)与每个连接元件(13，15)之间形成间隙(25)，所述间隙(25)形成流体通道(25)...
【专利技术属性】
技术研发人员：雅罗斯拉夫，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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