液冷管道二次降温装置及超充充电电缆自适应降温系统的制作方法

1.本发明涉及超级充电站充电电缆冷却技术领域，尤其是一种液冷管道二次降温装置及超充充电电缆自适应降温系统。


背景技术：

2.随着越来越多的车主选择新能源汽车，新能源汽车在汽车市场上的占比逐渐增大。但是与传统的燃油车加注燃油作为燃油车储能的方式相比，大部分新能源汽车采用充电的方式作为储能所需要的充电时间都较长；对于新能源汽车的充电时间慢的问题，现有技术中较为成熟的解决方案是建立超级充电站，超级充电站相比于常规的充电站充电的功率更高，可以在短时间内为新能源汽车充更多的电，减少充电等待的时间。
3.相应的，超级充电站的充电功率提高以后连接新能源汽车与充电站之间的充电电缆需要承受较大的充电功率，使得充电电缆的电芯产生大量的热量。在采用超级充电站进行充电过程中需要对充电电缆内部进行散热处理，以防止由于充电电缆自身温度过高而发生事故。
4.现有技术中通过随充电电缆内部铺设的冷流管对充电电缆进行降温，通过冷流管内部流通的冷却液与电缆内部进行热交换，带走电缆内部所产生的热量，对电缆进行降温处理，避免电缆内部温度过高。
5.外界环境中的高温也会引起充电电缆的局部温度升高，例如充电电缆与高温的地面接触，或是部分的充电电缆接受太阳光的直射，都会引起充电电缆的温度升高。


技术实现要素：

6.为解决上述现有技术问题，本发明提供一种液冷管道二次降温装置，其特征在于，包括：液体通道、风冷通道以及壳体；其中，所述液体通道外侧包裹有换热壁；其中，所述壳体包裹在所述换热壁的外侧，所述风冷通道设置在所述换热壁以及所述壳体之间；其中，所述液体通道设置有进液口以及出液口，所述进液口和所述出液口设置在所述液体通道的两端；其中，所述风冷通道设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口设置在所述风冷通道的两端；其中，所述进液口到所述出液口的方向为液流方向，所述进风口到所述出风口的方向为风流方向；所述液流方向和所述风流方向平行。
7.进一步地，还包括散热片，所述散热片穿过所述换热壁，且所述散热片具有降温端
以及散热端；所述降温端向所述液体通道一侧延伸；所述散热端向所述风冷通道一侧延伸。
8.进一步地，所述散热片为螺旋形；螺旋形的散热片沿液流方向缠绕布置在所述换热壁的两侧。
9.进一步地，所述散热片至少为两组；至少两组散热片绕液流方向中心旋转布置，将所述液体通道及所述风冷通道分隔出多组液体流道及冷风流道。
10.进一步地，所述进风口处设置有多组分风通道，所述多组分风通道绕所述液流方向环形等距布置；所述分风通道连接在所述进风口和所述风冷通道之间。
11.进一步地，所述散热片包括第一围合片、第二围合片以及换热流道；其中，所述第一围合片和所述第二围合片在所述液流方向的周向远离液流方向的一端和靠近液流方向的一端相互连接，在所述第一围合片和所述第二围合片之间形成所述换热流道。
12.进一步地，所述第一围合片和所述第二围合片远离所述液流方向的一端设置有弧形连接片，所述弧形连接片的两个弧形末端分别与所述第一围合片和所述第二围合片远离所述液流方向的一端相连接；使所述换热流道在所述散热片的长度方向具有尖角形截面，尖角形截面的尖部朝向液流方向中心处。
13.进一步地，风冷通道内，相邻散热片之间还包括引流板；所述引流板的长度方向与所述液流方向相交，形成夹角a；且，所述夹角a的倾斜方向与所述散热片的螺旋线的倾斜方向相反；其中，所述引流板与相邻散热片之间留有间隔过风通道。
14.进一步地，所述第一围合片和所述第二围合片上开设有换风口；且所述换风口开设于所述引流板长度方向的延伸方向上靠近进风口的一侧。
15.进一步地，本发明还提供一种超充充电电缆自适应降温系统，包括上述的液冷管道二次降温装置，还包括液冷机构、风冷机构以及温控开关；其中，所述液冷机构包括进液管、回液管以及制冷装置和液体泵；其中，所述进液管和所述回液管设置于充电电缆的内部，所述制冷装置对冷却液进行降温冷却，所述液体泵将冷却后的冷却液输送到进液管中，所述回液管将所述进液管末端的冷却液导向制冷装置中；其中，所述风冷机构包括进风管、出风管以及冷风机；其中，所述进风管和所述出风管设置于充电电缆的内部，所述冷风机将冷风送进风管中；其中，所述液冷管道二次降温装置设置于所述进液管和/或回液管上；所述进液口和所述出液口分别连接在两段进液管的进液端和出液端，或所述进液口和所述出液口分别连接在两段回液管的进液端和出液端；其中，所述进风口连接所述进风管，所述出风口连接所述出风管；
其中，所述温控开关根据充电电缆温度控制所述进风口打开或关闭。
16.进一步地，所述温控开关包括进风开关和温感组件，所述进风开关设置于所述进风口处；其中，所述进风开关包括风流通道、密封塞以及开关通道；其中，所述开关通道与所述风流通道垂直相交，且所述密封塞设置于所述开关通道内；所述密封塞与所述开关通道滑动配合，所述密封塞具有移动至风流通道上与风流通道进行阻挡的全闭合位置，以及移动至远离风流通道的全打开位置；所述密封塞远离所述开关通道的一端还包括控制端，所述控制端用于与所述温感组件连接。
17.进一步地，所述控制端为控制盘，所述控制盘通过控制杆与所述密封塞连接；且，所述控制盘的周向突出所述控制杆的周向；所述温感组件包括感温条以及楔形块；其中，所述楔形块具有楔形斜面和平直面，所述楔形斜面与所述控制盘端部抵接；其中，所述感温条设置于所述楔形块上楔形斜面和平直面距离较远的一端；所述感温条的一端与所述楔形斜面固定连接，所述感温条的另一端与所述进风开关相对固定；所述控制杆上穿设有弹簧，所述弹簧将所述密封塞向风流通道内推动。
18.进一步地，所述液冷管道二次降温装置在充电电缆的长度方向设置有多组。
19.本发明的有益效果体现在，提供一种液冷管道二次降温装置及超充充电电缆自适应降温系统，通过液冷管道二次降温装置可对液冷管道进行二次降温，将与充电电缆进行热交换后温度升高的液冷管道内的冷却液的温度降低，提高液冷管道与充电电缆之间的温度差，以提高液冷管道和充电电缆之间的热交换效率。
附图说明
20.图1为本发明所提供的液冷管道二次降温装置的结构示意图；图2为本发明所提供的壳体的剖面示意图；图3为本发明所提供的液冷管道二次降温装置的剖面示意图；图4为本发明所提供的散热片的结构示意图；图5为本发明所提供的液体管道外侧的结构示意图；图6为本发明所提供的散热片的螺旋设置示意图；图7为本发明所提供的温控开关的结构示意图；图8为本发明所提供的气体开关的剖面示意图。
21.附图标记：液体通道1、换热壁11、进液口12、出液口13；风冷通道2、进风口分风通道22、出风口23；壳体3；散热片4、降温端41、散热端42、第一围合片43、第二围合片44、换热流道45、弧形连接片46、引流板47、间隔过风通道471、换风口472；
进风开关51、风流通道52、密封塞53、控制盘531、控制杆532、开关通道54、弹簧55、感温条56、楔形块57、楔形斜面571、平直面572。
具体实施方式
22.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1：参照图1-图8，本实施例提供一种液冷管道二次降温装置，其特征在于，包括：液体通道1、风冷通道2以及壳体3；其中，所述液体通道1外侧包裹有换热壁11；其中，所述壳体3包裹在所述换热壁11的外侧，所述风冷通道2设置在所述换热壁11以及所述壳体3之间；其中，所述液体通道1设置有进液口12以及出液口13，所述进液口12和所述出液口13设置在所述液体通道1的两端；其中，所述风冷通道2设置有进风口21和出风口23，所述进风口21和所述出风口23设置在所述风冷通道2的两端；其中，所述进液口12到所述出液口13的方向为液流方向，所述进风口21到所述出风口23的方向为风流方向；所述液流方向和所述风流方向平行。
24.流经充电电缆后的冷却液的温度会升高，而温度升高后的冷却液在后续的与充电电缆进行热交换的过程中，与充电电缆之间的温差小，相应的热交换的效率也会降低。
25.若是增大冷却管道的直径，则会增加充电电缆的重量，充电电缆自身的电芯较粗，再增大冷却管道的直径，对于力气小的人来说移动充电枪对汽车进行充电的过程无疑会变得更加的困难。
26.本实施例提供一种液冷管道二次降温装置，可用来安装在充电电缆内的液冷管道中，对冷却管道中进行热交换后温度升高的冷却液进行降温。
27.风冷通道2设置在液体通道1的一侧，并且风冷通道2与液体通道1之间只间隔一块换热壁11，在冷却液通入液体通道1的同时也向风冷通道2中通入冷风，由冷风带走换热壁11上的冷却液的热量，对冷却液进行二次降温，然后再通过出液口13将二次降温后的冷却液通入到冷却管道中，温度更低的冷却液与充电电缆的热交换效率更高，带走充电电缆上更多的热量，使充电速度得到保证，同时也提高了采用充电电缆对电动汽车进行充电的安全性。
28.液体通道1中冷却液的流动方向与风冷通道2中冷风的流动方向相平行，使冷风和冷却液在流动时与冷却也有更长的间接接触时间，使冷风对冷却液对降温时间延长，带走冷却液中更多的热量。
29.另外，采用风冷对冷却液进行二次降温的方式，相同的冷却效果下，二次降温的方式所需的冷却液量越低，相应的可减少充电枪中的冷却腔体的体积以及充电电缆中的冷却
液管道的直径，降低充电电缆的重量。
30.对冷却液进行二次降温后的热风，可直接从充电枪的一端排出，无需对热风进行回流，减少冷风回流的管道。
31.风冷通道对液体流道四周进行包裹的方式可提高冷风与冷却液的接触面积。
32.实施例2：参照图2-图5，进一步地，还包括散热片4，所述散热片4穿过所述换热壁11，且所述散热片4具有降温端41以及散热端42；所述降温端41向所述液体通道1一侧延伸；所述散热端42向所述风冷通道2一侧延伸。
33.本实施例中，散热片4向换热壁11的两侧延伸，由降温端41伸入液体通道1中与液体通道1中的冷却液接触，而散热端42伸入风冷通道2中，与风冷通道2中的冷风接触，将液体通道1内部的热量带入到风冷通道2中，与风冷通道2中的冷风进行热交换，由冷风带走冷却液中的热量。
34.增加冷风与冷却液之间的间接接触区域，使远离换热壁11处的冷却液也能够与冷风之间进行热交换，对液体通道1中的冷却液进行整体的降温。
35.实施例3：参照图2-图6，进一步地，所述散热片4为螺旋形；螺旋形的散热片4沿液流方向缠绕布置在所述换热壁11的两侧。
36.两端同一长度的螺旋片与直片相比，螺旋片的面积更大，螺旋形散热片4增加冷风以及冷却液与散热片4之间的接触面积，对冷风中进行充分的利用。
37.而整体为螺旋形的散热片4在冷风以及冷却液流过时，在一定程度减缓流动速度的同时，对冷风以及冷却液的流动阻力小，不会过度限制冷风以及冷却液的流动，造成部分冷风或是冷却液停留在液体流道或是冷风流道中。
38.实施例4：参照图6，进一步地，所述散热片4至少为两组；至少两组散热片4绕液流方向中心旋转布置，将所述液体通道1及所述风冷通道2分隔出多组液体流道及冷风流道。
39.冷却液在液体流道中流动、冷风在冷风流道中流动，进一步的增加冷风以及冷却液与散热片4之间的接触面积。
40.实施例5：参照图2、图3，进一步地，所述进风口21处设置有多组分风通道22，所述多组分风通道22绕所述液流方向环形等距布置；所述分风通道22连接在所述进风口21和所述风冷通道之间。
41.风冷通道绕液体流道的周围设置，通过散热片4将风冷通道2分为多组冷风流道后，冷风沿各冷风流道流动，对初始的进风口21方向的进风均匀性具有较高的要求，液流方向的周向，进风均匀与否对液体通道1周向的冷却液降温均匀性有着较大的影响。
42.本实施例中，通过分风通道22将进风口21处的风均匀的分布在风冷通道2的周向，使每条冷风流道中所流动的冷风分布量相同。
43.实施例6：
参照图3、图4，进一步地，所述散热片4包括第一围合片第二围合片44以及换热流道45；其中，所述第一围合片43和所述第二围合片44在所述液流方向的周向远离液流方向的一端和靠近液流方向的一端相互连接，在所述第一围合片43和所述第二围合片44之间形成所述换热流道45。
44.散热片4由第一围合片43和第二围合片44组成，两个围合之间形成换热流道45。
45.散热片4的降温端41延伸到液体流道中，使得部分的换热流道45也延伸到液体流道内，减少冷风和冷却液的接触距离让冷却液中的热量能够快速的传递到换热流道45中的降温端41。
46.换热流道45的腔体截面面积相对于整个冷风流道的截面面积更小，且换热流道45在第一围合片43和第二围合片44的约束下，自成小的流道，进入换热流道45中的冷风更容易进入换热流道45的每个部位中，特别是截面小，但是伸入液体流道的散热片4降温端41，流入冷风流道内的冷风可以快速的带走降温端41的热量，以提高换热的效率。
47.实施例7：参照图3、图4，进一步地，所述第一围合片43和所述第二围合片44远离所述液流方向的一端设置有弧形连接片46，所述弧形连接片46的两个弧形末端分别与所述第一围合片43和所述第二围合片44远离所述液流方向的一端相连接；使所述换热流道45在所述散热片4的长度方向具有尖角形截面，尖角形截面的尖部朝向液流方向中心处。
48.换热流道45远离液流方向的一端为弧形连接片46，而靠近液流方向的一端具有尖角，弧形连接片46可增加换热流道45截面方向的宽度，以此容纳更多的冷风到换热流道45中，将换热流道45中的热量带走。延伸到液体通道1中的尖角部位可减少对液体流道的占用面积。
49.实施例8：参照图5、图6，进一步地，风冷通道内，相邻散热片4之间还包括引流板47；所述引流板47的长度方向与所述液流方向相交，形成夹角a；且，所述夹角a的倾斜方向与所述散热片4的螺旋线的倾斜方向相反；其中，所述引流板47与相邻散热片4之间留有间隔过风通道471。
50.风的流动在不受外力改变时，会趋于直线的方式流动，冷风在两散热板之间流动的过程中，冷风流动的背离方向上（螺旋形散热板的靠近进液口12一侧）冷风与散热片4的接触力度会变弱，相应的会降低散热的效率。
51.本实施例中，通过引流板47改变相邻的散热片4之间的冷风的流动方向，将部分的冷风引导向冷风流动的背离方向上（螺旋形散热板的靠近进液口12一侧），增加这一侧的冷风和散热片4的接触力度，以带走这部分区域的热量。
52.实施例9：参照图5、图6，进一步地，所述第一围合片43和所述第二围合片44上开设有换风口472；且所述换风口472开设于所述引流板47长度方向的延伸方向上靠近进风口21的一侧。
53.在本实施例中，通过换风口472连接换热流道45的内侧和外侧，使在换热流道45中流动的冷风与换热流道45外的冷风相通，从而将换热流道45中的相对温度较高的冷风和换热流道45外温度较低的冷风能够相互混合，使换热流道45中温度较高的冷风的温度降低。
54.实施例10：参照图7、图8，进一步地，本发明还提供一种超充充电电缆自适应降温系统，包括上述的液冷管道二次降温装置，还包括液冷机构、风冷机构以及温控开关；其中，所述液冷机构包括进液管、回液管以及制冷装置和液体泵；其中，所述进液管和所述回液管设置于充电电缆的内部，所述制冷装置对冷却液进行降温冷却，所述液体泵将冷却后的冷却液输送到进液管中，所述回液管将所述进液管末端的冷却液导向制冷装置中；其中，所述风冷机构包括进风管、出风管以及冷风机；其中，所述进风管和所述出风管设置于充电电缆的内部，所述冷风机将冷风送进风管中；其中，所述液冷管道二次降温装置设置于所述进液管和/或回液管上；所述进液口和所述出液口分别连接在两段进液管的进液端和出液端，或所述进液口和所述出液口分别连接在两段回液管的进液端和出液端；具体的，液冷管道二次降温装置可单独的安装在进液管或是回液管上，并且可安装多组的液冷管道二次降温装置，对进液管或是回液管内的冷却液进行二次降温。并且可在进液管和回液管上安装多组液冷管道二次降温装置同时进行二次降温。在安装时可将进液管或是回液管中间截断，在所形成的两个端口上（进液端和出液端）安装液冷管道二次降温装置。其中，所述进风口21连接所述进风管，所述出风口23连接所述出风管；其中，所述温控开关根据充电电缆温度控制所述进风口21打开或关闭。
55.通过将液冷管道二次降温装置连接在进液管和/或回液管上，对进液管或回液管上进行二次的降温，对与充电导线进行温度交换后温度升高的冷却液进行降温，让经过冷却后的低温冷却液和再流入进液管或回液管中，再次和充电电缆进行热交换，对充电导线进行降温，并提高对充电导线的降温效率。
56.制冷装置和液体泵以及冷风机设置在充电站的一端，通过进风管以及进液管将冷风以及冷却液输送到充电电缆中进行冷却。
57.温控开关检测该段充电电缆的温度，在检测到该段充电电缆温度升高后，打开进风口21，使冷风进入冷风通道中，对冷却液进行二次降温。
58.实施例11：参照图7、图8，进一步地，所述温控开关包括进风开关51和温感组件，所述进风开关51设置于所述进风口21处；其中，所述进风开关51包括风流通道52、密封塞53以及开关通道54；其中，所述开关通道54与所述风流通道垂直相交，且所述密封塞53设置于所述开关通道54内；所述密封塞53与所述开关通道54滑动配合，所述密封塞53具有移动至风流通道52上与风流通道52进行阻挡的全闭合位置，以及移动至远离风流通道52的全打开位置；所述密封塞53远离所述开关通道54的一端还包括控制端，所述控制端用于与所述
温感组件连接。
59.温感组件在检测到充电电缆中的温度变化后，控制密封塞53移动，将密封塞53从开关通道54中拔出，放开对开关通道54的封堵，使冷风从风流通道52进入进风口21中。
60.密封塞53的拔出距离不同，进入到进风口21中的冷风的量也不同，密封塞53的拔出距离具体由温感组件的控制决定。
61.实施例12：参照图7、图8，进一步地，所述控制端为控制盘531，所述控制盘531通过控制杆532与所述密封塞53连接；且，所述控制盘531的周向突出所述控制杆532的周向；所述温感组件包括感温条56以及楔形块57；其中，所述楔形块57具有楔形斜面571和平直面572，所述楔形斜面571与所述控制盘531端部抵接；其中，所述感温条56设置于所述楔形块57上楔形斜面571和平直面572距离较远的一端；所述感温条56的一端与所述楔形斜面571固定连接，所述感温条56的另一端与所述进风开关51相对固定；所述控制杆532上穿设有弹簧55，所述弹簧55将所述密封塞53向风流通道52内推动。
62.在温感条受热时，受材料特性的影响，温感条受热膨胀，而温感条长度方向上的尺寸较大，受热影响程度大，使得温感条的长度方向作为主要的受热形变方向，将楔形块57的向控制盘531一端移动。
63.由楔形斜面571的低端与控制盘531接触逐渐变为楔形斜面571的高端与控制盘531接触，从而通过控制盘531的移动将密封塞53筒开关通道54中拔出。
64.弹簧55的一端抵在密封塞53上，另一端抵在开关通道54上的环形挡片上，在楔形块57冷缩抽回后，弹簧55将密封塞53向风流通道52中推动，使密封塞53将风流通道52进行封堵。
65.作为优选的，温感条采用受热膨胀较明显的金属材料制成。
66.实施例13：进一步地，所述液冷管道二次降温装置在充电电缆的长度方向设置有多组。
67.多组液冷管道二次降温装置设置在充电电缆的长度方向上，在充电电缆的长度方向上不同部位的温度升高后，通过液冷管道二次降温装置可对不同部位放入进液管或是回液管进行针对性的降温，使该部位的冷却液快速冷却，再通过冷却液对充电电缆进行降温。
68.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
69.在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目
的，而不能理解为指示或暗示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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
70.在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，
“‑”
和“~”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。“a~b'' 表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。
73.在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
74.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。