电动车辆或混合动力车辆的快速充电设备的制作方法

1.本发明涉及电动车辆或混合动力车辆的领域。更具体地涉及此类车辆的快速充电。


背景技术：

2.电动车辆的出现需要为这些车辆的电池充电开发解决方案。
3.如图1所示，为了对电动车辆1充电，车辆的电池10通过充电组件(在连接器50的两侧包括两条电缆31、32、31'、32')连接至电网2。连接器50允许将充电设备连接至车辆或将其从车辆断开。
4.车辆的充电是借助于交流电或借助于直流电进行的，车辆配备为根据一种或另一种电流而充电。
5.在直流电充电的情况下，在车辆内部，两条电缆31、32一方面连接至车辆的电池10的端子(电缆31用于电池的正端子，电缆32用于电池的负端子)，另一方面连接至连接器50。因此，连接器50与电池之间的部分位于车辆1内部。
6.在车辆外部，两条电缆31'、32'一方面连接至连接器50，另一方面连接至电网2。因此，连接器50与电网2之间的部分位于车辆1的外部。
7.对于外部部分，两条电缆31'、32'优选地布置于同一个壳体内以形成电力电缆40。
8.如图2和图3所示，对于内部部分，电缆31、32与一个或数个织物或金属性质的编织物30一起单独地绝缘和保护。具体地，每条充电电缆31、32包括被绝缘层9包围的导电体8。
9.外部部分与内部部分构成充电组件，内部部分构成内部充电设备。
10.到目前为止，已经开发的充电组件允许获得数个小时的充电时间(例如8小时)。这些持续时间被认为太长而不利于这些车辆的使用。
11.此外，需要缩短这些持续时间，以达到15分钟甚至5分钟的持续时间完成电池的再充电。
12.众所周知，为了减少充电持续时间，必须增大电流。
13.然而，这样的电流的增大并不是没有问题，因为观察到由于焦耳效应(w＝r.i2)造成的系统的过度加热。
14.具体地，连接器的尺寸设计成为了长期充电，并希望用于短期应用。然而，由于导电截面尺寸不足，这导致快速充电期间连接器的温度显著上升。
15.克服这种过度加热的一个解决方案是增大电缆和连接器的导电体的截面。
16.然而，出于标准化的原因，不能设想修改连接器。而且，这些截面的增加不可避免地导致充电设备的成本和重量增加，这是不可取的。


技术实现要素：

17.本发明旨在克服上述缺点。
18.为此，根据第一方面，本发明提出一种用于混合动力车辆或电动车辆的充电设备，
其旨在一方面连接至配电网，另一方面连接至混合动力车辆或电动车辆的电池的端子，所述设备包括两条充电电缆，每条充电电缆都旨在连接至电池的端子，每条充电电缆包括导电体和围绕导电体的至少一个绝缘层，每条充电电缆进一步包括保护设备，所述保护设备由至少一个护套组成，所述护套布置于绝缘层周围并且与由导电体和绝缘层形成的组件匹配。
19.通过以下特征实现本发明，所述特征单独使用或以任何技术可行的组合使用：
[0020]-所述至少一个护套通过挤制或共挤制法布置，从而与其上布置护套的层紧密地非粘合地接触；
[0021]-所述至少一个护套为热收缩护套，从而与其上布置护套的层紧密地非粘合地接触；
[0022]-保护设备包括与绝缘层接触的第一护套；
[0023]-保护设备进一步包括与第一护套接触的第二护套；
[0024]-第一护套和第二护套具有相同或不同的径向厚度；
[0025]-第一护套和第二护套由相同或不同的材料制成；
[0026]-第一护套和第二护套在适当的情况下由选自以下材料制成：热塑性聚合物，例如聚氯乙烯、聚乙烯等。
[0027]-充电设备包括连接器，所述连接器包括输入端和输出端，所述输入端旨在连接至电力电缆，所述电力电缆本身连接至电网，充电电缆从所述输出端延伸。
[0028]
根据第二方面，本发明涉及用于混合动力车辆或电动车辆的充电组件，所述充电组件包括本发明的第一方面的充电设备和旨在连接至配电网的电力电缆。
[0029]
提供一个或多个与由导电元件和绝缘层形成的组件完美匹配的护套而不是用于环绕电缆的常规编织物使得促进散热。
[0030]
通过为每条充电电缆设置至少一个与由导电元件和绝缘层形成的组件匹配的护套，可以消除气隙并促进车辆内部和连接器处的充电设备的散热。因此，快速充电现在是可能的。
[0031]
对充电电缆构成电气和/或机械性质的保护的一个或多个编织物的常规使用一方面在充电电缆之间以及编织物之间产生气隙。这些气隙干扰了散热。
[0032]
实际上，充电设备(具体是当其连接至连接器时)以如下方式排出热量：通过从连接器到充电电缆的导电体的热传导；通过充电电缆的绝缘体的热传导；通过充电电缆的编织物(机电保护)和此编织物产生的气隙的热传导；通过充电电缆向环境的自然对流和辐射。此外，由导电元件中的焦耳效应产生的功率的散热取决于导电元件的导电性、绝缘层的性质和编织物的性质，当然还取决于气隙的存在。
[0033]
因此，本发明的优点如下：
[0034]-促进电缆与环境的热交换；
[0035]-允许更快地排出连接器上产生的热量；
[0036]-允许节省充电电缆设备的实施时间；
[0037]-允许节省进入充电设备的线束的制造时间；
[0038]-允许减少充电时间(增大充电电流)。
附图说明
[0039]
[图1]
[0040]
[图2]
[0041]
[图3]
[0042]
[图4]
[0043]
[图5]
[0044]
本发明的其它特征，目的和优点将从下面的描述中显现出来，其纯粹是说明性的并且非限制性的，并且其必须参照所附附图来理解，除了已讨论的图1至图3外，在所附附图中：
[0045]-图4示出了根据本发明的用于电动车辆的充电设备的概览图；
[0046]-图5示出了根据本发明的充电设备的充电电缆的详细示意图。
[0047]
在所有附图中，相似的元件具有相同的标记。
具体实施方式
[0048]
图4和图5示出了用于电动车辆或混合动力车辆的充电设备，所述充电设备旨在布置于电动车辆或混合动力车辆的内部部分。这样的设备包括连接器50，两条充电电缆61、62从连接器50延伸到电池(未示出)。具体地，充电电缆61、62彼此独立地离开连接器50的端子。它们不像现有技术中那样被任何护套或管包围(参见图2)。以这样的方式，充电电缆61、62可以在车辆内部相互独立地延伸至电池，从而穿过独立的空间。这使得便于安装充电设备。
[0049]
每条充电电缆61、62必须承受参考强度，所述参考强度取决于电池所需的充电时间。例如，利用交流电对36kw的电池再充电，需要10个小时才能完全再充电(230vac
×
16ah＝3.6kwh)。
[0050]
如上所述，每条充电电缆包括由绝缘层9包围的导电体8。
[0051]
导电体8例如由铜、铜合金、铝或铝合金等制成。
[0052]
绝缘层9例如由热塑性材料、pvc(无铅聚氯乙烯)、xlpe(交联聚乙烯)等制成。
[0053]
有利地，每条充电电缆是相同的，以便具有均匀的强度分布。
[0054]
与引言中所示的构造不同，充电电缆不是被一个或数个编织物包围在一起，而是被包括一个或两个护套g1、g2的保护设备g单独包围。因此，对于每条充电电缆，由导电体和绝缘层形成的组件由保护设备g包围。
[0055]
可以提供的是，保护设备g包括第一护套g1和可能的第二护套g2。可以理解的是，这里使用的护套的概念与任何编织物都没有可比较性。
[0056]
此外，一条充电电缆可以被两个护套包围，而另一条被单个护套包围。
[0057]
每个护套有利地根据挤制或共挤制法设置，以便与其上布置护套的层非粘合地接触。非粘合接触有助于便于充电设备的安装，特别是有助于剥离充电电缆以使其与电池连接。
[0058]
护套在本质上可以是热收缩的。
[0059]
更具体地，在具有单个护套的保护设备的情况下，单个护套与充电电缆的绝缘层9非粘合地接触，而在具有两个护套g1、g2的保护设备的情况下，第二护套与第一护套g1非粘
合地接触。
[0060]
如将理解的，护套与其上设置护套的层紧密地接触，并使得避免产生气隙。实际上，回到图3(其示出了两条电缆在两个编织物30中组合在一起)，气隙70存在于电缆之间，也存在于编织物之间。
[0061]
每个护套g1、g2由具有均匀聚合物性质的材料制成，例如由pvc(无铅聚氯乙烯)、xlpe(交联聚乙烯)
……
材料制成。
[0062]
在两个护套的情况下，可以提供的是，每个护套由不同的材料制成。每种类型的护套都独立地响应(电、机械、热)约束，所述约束难以由单一类型的材料来验证。
[0063]
每个护套的径向厚度可在0.5mm与1.5mm之间，优选0.7mm或1mm。此外，可以提供的是，在包括两个护套g1、g2的保护设备的情况下，不具有相同的径向厚度。当然，两个护套的厚度可以相同。
[0064]
至少一个护套的厚度越大，电缆的截面就越大，散热就越强。
[0065]
第一护套g1具有的径向厚度可以大于或小于第二护套g2的厚度。
[0066]
根据优选的实施方案，每条充电电缆由两个护套包围，并具有以下特性：
[0067]-护套g1的径向厚度：1mm
[0068]-护套g2的径向厚度：0.70mm
[0069]-绝缘层的径向厚度：2mm
[0070]-导电元件的直径：12.6mm。
[0071]
通过在每条充电电缆中循环350a的强度来测试具有上述特性的两条充电电缆的构造，并与引言中提出的具有两个编织物的构造(参见图3)进行比较。
[0072]-编织物1的厚度：1mm
[0073]-编织物2的厚度：0.70mm
[0074]-气隙平均等效厚度：5mm
[0075]-绝缘层的径向厚度：2mm
[0076]-导电元件的直径：12.6mm。
[0077]
[表1]
[0078] 具有两个编织物的构造，图3具有两个护套的构造内部导体温升57.2℃33.2℃绝缘层温升54.5℃28.3℃连接器处温升60.4℃46.2℃
[0079]
在充电设备的数个点上确实观察到了温升的显著下降。