一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置的制作方法

1.本发明涉及充电线缆领域，尤其涉及一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置。


背景技术：

2.近年来，随着新能源技术的快速发展，电动汽车大量进入家庭和商业领域，使用者对电池容量、续驶里程、充电速度的要求也越来越高，大功率充电技术逐渐发展起来。大功率充电桩的电压高、电流大，在使用的过程中会产生大量的热量，而且功率越大，线缆越容易发热，发热后的线缆存在引发火灾的风险。
3.为解决线缆在充电过程中的温升问题，市场上开始逐渐产生液冷线缆、液冷充电枪、液冷插座等新产品，即在线缆内部形成可供冷却液流通的通道，以对导体冷却降温。但是现有的液冷线缆的线径较大，无法满足产品小巧化的需求。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置，旨在解决目前的液冷线缆线径较大的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明实施例提出一种小线径大功率充电线缆结构，所述小线径大功率充电线缆结构包括：
6.导体；及
7.绝缘护套，内部形成用于容纳所述导体的腔体，所述绝缘护套具有朝向所述腔体的内壁以及背离所述腔体的外壁，所述绝缘护套在所述内壁和所述外壁之间形成供冷却液流动的液流通道，所述导体、所述绝缘护套以及所述液流通道的延伸方向平行，所述导体与所述绝缘护套的内壁接触，以通过所述冷却液的流动带走所述导体表面的热量。
8.可选地，在本发明一实施例中，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道和所述出液通道分别独立的设于所述绝缘护套的所述内壁和所述外壁之间，所述进液通道和所述出液通道通过外部管路连接以形成冷却回路，其中，所述进液通道和所述出液通道分别对应设置至少一所述导体。
9.可选地，在本发明一实施例中，所述进液通道和所述出液通道关于所述腔体对称设置。
10.可选地，在本发明一实施例中，所述进液通道和所述出液通道的横截面分别为弧形。
11.可选地，在本发明一实施例中，所述绝缘护套的材质为防爆材料。
12.可选地，在本发明一实施例中，所述导体的外表面包覆有绝缘层。
13.可选地，在本发明一实施例中，所述小线径大功率充电线缆结构还包括设于所述腔体内的接地线，所述接地线与所述绝缘护套的内壁接触。
14.可选地，在本发明一实施例中，所述接地线包括多根独立设置的子线，多根所述子
线分别独立的设置在所述腔体内。
15.可选地，在本发明一实施例中，所述小线径大功率充电线缆结构还包括设于所述腔体内的其它线芯，所述其它线芯设有多根，多根所述其它线芯中的至少一根与所述绝缘护套的内壁接触，所述接地线和所述其它线芯设于所述导体的相对两侧。
16.为实现上述目的，本发明实施例提出一种充电装置，包括上述任一种实施方式所述的小线径大功率充电线缆结构。
17.相对于现有技术，本发明提出的一个技术方案中，导体用以与外部充电设备电连接以导通电路，电路导通之后，导体会产生大量热量。为此设置了绝缘护套，一方面利用绝缘护套的腔体可以将导体包覆起来，实现对导体的有效保护，避免划伤导体而影响正常使用，同时还可以防止导体漏电而造成人员的意外伤害；另一方面，在绝缘护套的内壁和外壁之间设置了液流通道，液流通道内填充有冷却液，冷却液可以在液流通道内流动。而导体的外表面是与绝缘护套的内壁接触的，如此当液冷线缆在使用的时候，通过冷却液在液流通道内的流动，可以带走导体表面的热量，从而及时对导体进行散热，使导体的温度处于安全范围内，避免导体的温度过高而出现安全隐患，提高液冷线缆的散热效果。而且，本发明提出的技术方案，取消了液冷管的设置，利用绝缘护套在内壁和外壁之间的结构设计出液流通道，实现了绝缘护套结构的充分利用，降低了液冷线缆的整体重量，提高整体空间效果，减小了液冷线缆的线径，符合产品紧凑化、小巧化的设计需求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明小线径大功率充电线缆结构实施例的结构示意图。
20.附图标号说明：
21.标号名称标号名称100导体200绝缘护套210腔体220液流通道221进液通道222出液通道300其它线芯400接地线500绝缘层
ꢀꢀ
22.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
24.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
25.另外，在本发明实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
26.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
27.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明实施例要求的保护范围之内。
28.在电动汽车的使用过程中，用户对于快速充电的要求越来越高。为实现快速的大功率充电，避免在充电过程中线缆的温度过高，增加线缆线径是常见的一种选择。然而，增加线径会带来较高的成本，也会导致线缆的重量增加，造成充电枪等配套产品的体积的增加，使得整个充电设备变得更加粗壮、沉重。因此，采用小线经、轻量化的液冷电缆来减低线缆温度成为解决大功率充电的热门方案。但是，现有的液冷电缆的线径仍然较大，还存在一定的改进空间，以进一步满足产品小巧化的需求。
29.有鉴于此，本发明实施例提供一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置，利用绝缘护套的内壁和外壁之间的结构形成液冷通道，将导体与绝缘护套的内壁接触，利用冷却液在绝缘护套的内壁和外壁之间的流动带走导体表面的热量，及时进行散热，取消了液冷管的单独设置，进一步减少了液冷线缆的线径和重量。
30.为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。
31.如图1所示，本发明实施例提出的小线径大功率充电线缆结构，小线径大功率充电线缆结构包括：
32.导体100；及
33.绝缘护套200，内部形成用于容纳导体100的腔体210，绝缘护套200具有朝向腔体210的内壁以及背离腔体210的外壁，绝缘护套200在内壁和外壁之间形成供冷却液流动的液流通道220，导体100、绝缘护套200以及液流通道220的延伸方向平行，导体100与绝缘护套200的内壁接触，以通过冷却液的流动带走导体100表面的热量。
34.在该实施例采用的技术方案中，导体100用以与外部充电设备电连接以导通电路，电路导通之后，导体100会产生大量热量。为此设置了绝缘护套200，一方面利用绝缘护套200的腔体210可以将导体100包覆起来，实现对导体100的有效保护，避免划伤导体100而影响正常使用，同时还可以防止导体100漏电而造成人员的意外伤害；另一方面，在绝缘护套200的内壁和外壁之间设置了液流通道220，液流通道220内填充有冷却液，冷却液可以在液流通道220内流动。而导体100的外表面是与绝缘护套200的内壁接触的，如此当液冷线缆在使用的时候，通过冷却液在液流通道220内的流动，可以带走导体100表面的热量，从而及时
对导体100进行散热，使导体100的温度处于安全范围内，避免导体100的温度过高而出现安全隐患，提高液冷线缆的散热效果。而且，本发明提出的技术方案，取消了液冷管的设置，利用绝缘护套200在内壁和外壁之间的结构设计出液流通道220，实现了绝缘护套200结构的充分利用，降低了液冷线缆的整体重量，提高整体空间效果，减小了液冷线缆的线径，符合产品紧凑化、小巧化的设计需求。
35.具体的，本实施例提出的小线径大功率充电线缆结构，可以应用于大功率的充电设备，如充电枪或充电座等，小线径大功率充电线缆结构可以包括绝缘护套200和导体100。
36.导体100是小线径大功率充电线缆结构的主线，其材质可以为导电材料，比如金属铜，能够与外部充电设备电连接而导通电路。导体100可以是单根导线，也可以是多根导线束集而成，优选为将若干导线束集形成一根功率导体100，以保证功率导体100具有较强的载流能力。为了避免多根导线束集时松散，可以利用编织层进行固定。
37.绝缘护套200包覆在导体100的外部，可以理解的是，绝缘护套200为中空结构，即形成一个容纳导体100的腔体210，将导体100设置在腔体210内，从而利用腔体210方便的将导体100包覆起来，可以避免其他部件划伤导体100而影响正常使用，实现绝缘护套200对导体100的保护，同时还可以防止导体100漏电而造成人员的意外伤害。为了进一步减少液冷线缆的线径，本实施例中取消了液冷管的设置，利用绝缘护套200的内壁和外壁之间的自身结构形成了液冷通道，也就是说，将液冷通道设置在绝缘护套200的内壁和外壁之间，不额外占用其它空间，充分利用了绝缘护套200的内外壁之间的结构部分，从而能够降低液冷线缆的整体重量，提高整体空间效果，减小液冷线缆的线径，符合产品紧凑化、小巧化的设计需求。而且，导体100的外表面与绝缘护套200的内壁接触，冷却液在液冷通道流动的时候，可以有效带走导体100表面的热量，及时对导体100散热，提高液冷线缆的降温效果。
38.需要指出的是，绝缘护套200可以为绝缘材料制成，可以为pvc、tpe、tpu以及橡胶材料中的任意一种材料制成，其形状可以设置为圆筒状，方便形成容纳导体100的腔体210，从而简化生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。本实施例中的冷却液可以为具有较好热传导性能的绝缘液体，例如可采用变压器油、电容器油、电缆油、硅油或矿物油中的任意一种。
39.进一步的，参照图1，在本发明一实施例中，液流通道220包括进液通道221和出液通道222，进液通道221和出液通道222分别独立的设于绝缘护套200的内壁和外壁之间，进液通道221和出液通道222通过外部管路连接以形成冷却回路，其中，进液通道221和出液通道222分别对应设置至少一导体100。
40.在该实施例采用的技术方案中，液流通道220可以分为进液通道221和出液通道222，进液通道221和出液通道222平行设置，可以在绝缘护套200的外部通过连接装置进行连通，从而形成一个循环回路，冷却液在循环回路中流动。通过设置进液通道221和出液通道222可以实现对不同导体100的分别散热，避免所有的导体100都通过进液通道221或出液通道222进行散热而出现的液冷线缆局部高温，从而提高散热的均匀性。需要指出的是，导体100的设置数量可以为奇数或偶数，当设置奇数个导体100的时候，进液通道221对应设置的、需要冷却的导体100数量为a，出液通道222对应设置的、需要冷却的导体100数量为b，此时a比b多一个，或a比b少一个；当设置偶数个导体100的时候，导体100在进液通道221和出液通道222之间均匀分配。
41.需要指出的是，如果进液通道221或出液通道222对应设置了多个导体100，多个导体100可以分别与绝缘护套200的内壁接触；也可以是其中一个导体100与绝缘护套200的内壁接触，其他导体100与上述导体100接触。也就是说，对于多个导体100与绝缘护套200的内壁的具体接触方式，在本实施例中不做限定。
42.进一步的，在本发明一实施例中，进液通道221和出液通道222关于腔体210对称设置。
43.在该实施例采用的技术方案中，为了进一步提高液冷线缆散热的均匀性，使得进液通道221和出液通道222关于腔体210对称设置，也就是说，进液通道221和出液通道222的面积大小、位置、形状都是一样的，如此可以使液冷线缆内部的各个位置获得冷却液提供的相同的冷却作用，从而能够保障导体100的外表面散热的均匀性，避免出现局部高温而影响正常使用。
44.进一步的，在本发明一实施例中，进液通道221和出液通道222的横截面分别为弧形。
45.在该实施例采用的技术方案中，进液通道221和出液通道222的横截面分别为弧形，能够充分利用绝缘护套200的内外壁之间的结构，使得进液通道221和出液通道222的横截面积较大，可以填充更多的冷却液，冷却液的冷量较多，在流动的时候可以带走导体100表面更多的热量，从而提高散热效果。
46.进一步的，在本发明一实施例中，绝缘护套200的材质为防爆材料。
47.在该实施例采用的技术方案中，液冷线缆通电使用的时候，利用防爆材料制成的绝缘护套200，可以提高绝缘护套200的抗压能力，使得绝缘护套200能够承受住内部冷却液因高温产生的压力，从而避免绝缘护套200在高温高压条件下发生爆裂，提高了使用的安全性，延长了液冷线缆的使用寿命。在本实施例中，防爆材料可以为交联pe(聚乙烯)，具有较好的绝缘、耐热、耐化学性能，另外，硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性性能均比较优异，能够有效承受绝缘护套200内冷却液因高温产生的压力，避免绝缘护套200爆裂。
48.进一步的，在本发明一实施例中，导体100的外表面包覆有绝缘层500。
49.在该实施例采用的技术方案中，通过在导体100的外表面设置的绝缘层500，可以防止导体100与外部充电设备导通时发生意外短路，同时还能够防止导体100与腔体210内的其他导体、导线发生意外短路，能够实现大功率电能的稳定传输，保障充电设备的正常使用。
50.进一步的，在本发明一实施例中，小线径大功率充电线缆结构还包括设于腔体210内的接地线400，接地线400与绝缘护套200的内壁接触。
51.在该实施例采用的技术方案中，接地线400也称为安全回路线，危险时可以把高压直接转嫁给大地，从而避免使用者触电。可以理解的是，液冷线缆在正常工作时，接地线400是不通电流的，接地线400的作用是瞬态的，在发生危险等异常情况下，接地线400通电流，同时电源开关会跳闸切断电源，由冷却液和液流通道构成的冷却系统也会停止工作。在本实施例中，接地线400可以包括地线导体和地线绝缘层，地线绝缘层包覆于地线导体的外围，其中，地线导体用于将高压电流转嫁给大地，而地线绝缘层可以防止地线导体和其他导体发生意外短路。
52.进一步的，在本发明一实施例中，接地线400包括多根独立设置的子线，多根子线
分别独立的设置在腔体210内。
53.在该实施例采用的技术方案中，接地线400包括多根独立设置的子线，也就是说，将接地线400拆分成多根子线，如此，使得每一根子线的线径都比较小，在布置的时候，每一根子线在液冷线缆中所占的空间比较小，可以充分利用腔体210内的空间，能够在液冷线缆中灵活设置，提高子线和其他线缆在布置时的便利性，使得腔体210内的空间利用更加合理，整体连接更加紧凑。
54.进一步的，在本发明一实施例中，小线径大功率充电线缆结构还包括设于腔体210内的其它线芯300，其它线芯300设有多根，多根其它线芯300中的至少一根与绝缘护套200的内壁接触，接地线400和其它线芯300设于导体100的相对两侧。
55.在该实施例采用的技术方案中，其它线芯300用于电连接小功率器件，可为带有绝缘层的线缆，也可为裸线缆，绝缘层内可设有填充物，以使其它线芯300固定在绝缘层内。多根其它线芯300在使用的时候会产生热量，而至少一根其它线芯300与绝缘护套200的内壁接触，可以利用冷却液进行降温，提高液冷线缆的散热能力。另外，接地线400和其它线芯300设于导体100的相对两侧，能够充分利用腔体210内的闲置空间，使得腔体210内的空间利用更加合理。
56.本发明实施例还提出一种充电装置，该充电装置包括如上的小线径大功率充电线缆结构，具体的，小线径大功率充电线缆结构的具体结构参照上述实施例，由于该充电装置采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
57.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明实施例的专利范围，凡是在本发明实施例的发明构思下，利用本发明实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明实施例的专利保护范围内。