一种电缆组件及其泄漏检测系统的制作方法

1.本发明涉及充电线缆技术领域，尤其涉及一种电缆组件及其泄漏检测系统。


背景技术：

2.电动车辆的进步已经增加了对向车辆的可再充电电池输送电力的充电设备的需要。一些这样的应用(诸如大电流快速充电的车辆充电器)被设计为以350安培或更大的连续电流工作。为了更快传递能量并且减少充电时间，电缆组件(包括电缆和充电连接器)应当能够承受高电流负载。通常，通过充电设备的电流越高，所生成的热量就越多。
3.而现阶段为了减少热量的增加,通过在电缆组件内增加冷却导管以提高散热量,从而确保大电流的工作,其中冷却导管内承载冷却剂流体。但是在应用冷却导管进行降温时，需要考虑热传导效率以及冷却导管的泄漏问题，一方面，如果冷却导管和载流导体之间的热传导效率较低，则冷却剂流体带走热量的能力下降，则电缆的最大电流值依旧会受到局限，另一方面，如果冷却导管发生泄漏，会因泄漏而导致线缆组件失效，同时还会存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电缆组件，通过对每组载流导体至少耦合一冷却管，从而能够通过合理布局冷却管以及载流导体之间的位置提高热传导效率，同时通过设置检测组件方便监测冷却管泄漏情况，进行泄漏预警，预防安全隐患。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电缆组件，包括电缆主体，所述电缆主体内至少耦合两组载流导体，且每组所述载流导体处至少耦合一冷却管；多组所述冷却管内循环输送冷却剂流体；以及检测组件，包括至少一条耦合到电缆主体内的检测线，所述检测线为双股等间距设置的通电导体，且两所述通电导体外侧均包覆透水性绝缘层。
6.通过采用上述技术方案，通过在每组载流导体处至少耦合一冷却管，能够实现对载流导体和冷却管的合理布局，从而有效保证载流导体产生热量稳定传递到冷却管内，从而有效提高载流导体输送电流的最大值，同时通过设置双股等距通电导体的检测线进行泄漏检测，当冷却管产生泄漏时，能够进行泄漏检测并预警，从而防止出现安全隐患。
7.本发明进一步设置为：每组所述载流导体为一根或多根，且所述载流导体设置在冷却管周围或一侧，其中载流导体与冷却管之间的间隙填充设置有具有渗透性且热传导率高的填料。
8.通过采用上述技术方案，通过将载流导体设置在冷却管周围或一侧，同时利用高热传导率的填料进行填充，从而能够确保载流导体产生的热量尽可能多传递到的冷却管处，并通过冷却剂流体带走热量，同时填料具备渗透性，从而能够确保填料泄漏时会流至检测线处，有效保证检测线的检测能力。
9.本发明进一步设置为：每组所述载流导体为多根包胶导体或非包胶导体，且各所
述载流导体均匀设置在冷却管周侧，各所述载流导体外侧包覆设置有二次绝缘层，所述检测线设置在二次绝缘层内侧和/或外侧。
10.通过采用上述技术方案，通过将载流导体环绕设置在冷却管周侧，有效保证载流导体与冷却管的紧密接触，同时在载流导体外侧再包覆一层二次绝缘层，进一步为载流导体与冷却管之间的紧密接触提供预紧力，同时在二次绝缘层内侧或外侧或者二次绝缘层的内侧和外侧设置检测线，确保对流体泄漏的检测。
11.本发明进一步设置为：所述透水性绝缘层为绝缘纤维束编织而成，且透水性绝缘层外侧还设置有透水性收束层，所述透水性收束层为弹性纤维束编织而成，所述检测线外侧或者载流导体外侧或载流导体与检测线之间还设置有至少一层透水性隔离层，所述透水性隔离层为绝缘纤维束编织而成。
12.通过采用上述技术方案，通过编织的透水性绝缘层和透水性收束层确保对透水性绝缘层稳定压覆在通电导体外侧，进一步保证两通电导体之间的间距一致性，同时利用透水性隔离层对位于二次绝缘层内部的载流导体和检测线进行隔离，从而防止大电流对击穿空气对检测结果造成影响的因素，提高泄漏检测的精准性。
13.本发明进一步设置为：所述透水性绝缘层的编织密度为≥95%；所述透水性收束层的编织密度为≥35%；透水性隔离层的编织密度≥30%。
14.通过采用上述技术方案，通过设置不同编织密度的绝缘层，一方面能够确保对确保透水性收束层对透水性绝缘层的收束作用，透水性隔离层对检测线和载流导体的隔离作用，另一方面，通过设置不同编织密度，多层设置的编织层，能够确保多层结构之间的透水性，确保检测结果的准确性。
15.本发明进一步设置为：所述冷却管包括内部导热层、加强编织层和外覆固结层，其中内部导热层为高热传导性材料制成，而加强编织层编织套设在内部导热层外侧，且外覆固结层设置在加强编织层外侧并与内部导热层固结。
16.通过采用上述技术方案，通过将冷却管设置为多层复合结构，能够有效提高冷却管的热传导效率的同时确保冷却管的强度，降低冷却管泄漏的概率，进一步提高冷却管的使用寿命。
17.本发明进一步设置为：还包括充电枪和连接器，所述充电枪设置在电缆组件的一端，且各冷却管在充电枪内形成环绕充电枪手柄的循环通道，所述连接器设置在远离充电枪的一端，所述连接器内设置有多个分别与各组载流导体一一对应的载流端子，且冷却管从对应的载流端子中穿过，其中二次绝缘层两端分别与载流端子和充电枪之间以及冷却管外壁与载流端子之间均密封连接。
18.通过采用上述技术方案，通过充电枪进行充电输出，同时冷却管内在充电枪手柄处形成循环通道，确保冷却管内的冷却剂流体循环，同时在载流端子处做密封处理，从而在内部冷却管出现短时泄露时二次绝缘层对冷却液起到二次阻隔的作用，从而能够进一步提高电缆组件使用的安全性。
19.本发明的另一目的是提供一种电缆泄漏检测系统，通过耦合在电缆组件内部的检测线，结合电源和检测预警器实时监测冷却管的泄漏情况，以确保使用人员及时发现泄漏并停止电缆的使用，有效保证电缆使用的安全性。
20.一种电缆泄漏检测系统，包括上述电缆组件，还包括电源和检测预警器；电源，用
于向检测线的两股通电导体施加电压，且上述电压施加在检测线与冷却剂流体接触点处；检测预警器，用于检测检测线两股通电导体之间的绝缘电阻值，并基于绝缘电阻值变化来监测所述冷却管内冷却剂流体的泄漏，所述检测预警器内置有预警指示器，所述预警指示器在检测预警器检测到冷却流体泄漏时给出预警指示。
21.通过采用上述技术方案，使用时，电源持续为两股通电导体施加电压，同时通电导体之间等间隙设置，绝缘电阻值处于稳定数值，当冷却剂流体泄漏并与两股通电导体之间接触时，会在接触点位处形成电接触，从而会形成绝缘电阻值的下降，当检测预警器检测到绝缘电阻值的变化时，会通过预警指示器给出预警指示。
22.本发明进一步设置为：所述检测预警器内部还内置有控制器，其在检测到冷却流体泄露时自动切断电缆组件的外部电流输入。
23.通过采用上述技术方案，通过控制器在接收到检测信号时自动切断电缆组件的外部电流输出，确保电缆组件使用的安全性。
24.本发明进一步设置为：当所述绝缘电阻值的最低数值和\或绝缘电阻的降低数值超过预定阈值绝缘电阻数值时，检测预警器检测到所述流体泄漏并给处预警指示。
25.通过采用上述技术方案，利用绝缘电阻值数值变化的差值或者绝缘电阻的最低设置阈值时，判定为冷却剂流体泄漏，从而有效保证对泄漏状况的准确检测，提高检测结果的准确性。
26.综上所述，本发明的有益技术效果为：（1）通过对每组载流导体至少耦合一冷却管，从而能够通过合理布局冷却管以及载流导体之间的位置提高热传导效率，同时通过设置检测组件方便监测冷却管泄漏情况，进行泄漏预警，预防安全隐患；（2）利用具有渗透性且热传导率高的填料进行间隙填充，或利用二次绝缘层确保载流导体与冷却管紧密接触，从而提高载流导体与冷却管之间的热量传递，提高散热效果；（3）通过不同编织密度的层结构，有效保证检测线两通电导体之间间距一致，同时通过隔离层提高检测线与载流导体之间的距离，有效防止电流击穿造成检测线误检测，提高检测准确性；（4）通过将二次绝缘层两端分别与载流端子和充电枪之间密封以及冷却管外壁和载流端子之间密封连接，能够在冷却管和二次绝缘层之间形成二次密封，从而能够进一步提高电缆组件使用的安全性。
附图说明
27.图1是本发明实施例1中部分实施例的电缆组件断面示意图；图2是本发明实施例1中部分实施例的电缆组件断面示意图；图3是图1中a部分的局部放大示意图；图4是图2中b部分的局部放大示意图；图5是本发明实施例2中部分实施例的电缆组件断面示意图；图6是本发明实施例3中连接器部分的轴测示意图；图7是本发明实施例3中连接器部分的轴测示意图；图8是本发明实施例4中整体结构的结构示意图。
28.附图标记：1、电缆主体；2、载流导体；3、冷却管；301、内部导热层；302、加强编织层；303、外覆固结层；4、附加组件；5、填料；6、检测线；601、通电导体；602、透水性绝缘层；603、透水性收束层；604、透水性隔离层；7、二次绝缘层；8、连接器；801、载流端子；802、连接端子；803、接线端子；9、泄漏检测模块；901、电源；902、检测预警器；9021、预警指示器；9022、控制器；903、电阻。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明进行清楚、完整地描述。
30.实施例1:参见附图1，一种电缆组件，包括电缆主体1，其中电缆主体1内设置有至少两组载流导体2，每组载流导体2均从电缆主体1的一端延伸至另一端，且每组载流导体2处至少耦合一冷却管3，冷却管3与其对应的载流导体2呈并排设置，且多组冷却管3之间循环输送冷却剂流体，从而能够沿着导体的长度方向实现持续性的热量导出；其中冷却剂流体具有导电性，优选为水与乙二醇混合液、液态冰浆、纳米金属（或纳米金属氧化物）混悬液的其中一种或几种。结合附图2，在一些实施例中，冷却管3内部为带有隔层的双向通道，冷却剂流体在单个冷却管3内部循环输送。在另一些实施例中，电缆主体1内还设置有附加组件4，其中附加组件4为接地线、信号线和填充材料中的一种或几种。为了清楚起见，图中的各个部件之间存在间隙，在一些实施例中，应当理解为其中的间隙可以被部件完全填充。
31.结合附图3，冷却管3可以根据所需材料的热导率、柔性以及耐久性等指标来选取，例如硅胶、聚乙烯或聚氯乙烯。在一些优选实施例中，冷却管3包括内部导热层301、加强编织层302和外覆固结层303，其中内部导热层301为高热传导性材料制成，比如硅胶或改性硅胶，而加强编织层302编织套设在内部导热层301外侧，加强编织层302可以采用尼龙丝或芳纶丝编织而成，外覆固结层303设置在加强编织层302外侧并与内部导热层301固结，其中外覆固结层303优选为与内部导热层301材质相同的材料，其可以有效与内部导热层301固结融合在一起，同时能够完成与加强编织层302的融合，从而确保对加强编织层302空隙的填充，防止多层之间出现空隙。
32.通过这种方式，能够在保证冷却管3高热导率的情况下，有效减少冷却管3管壁厚度同时提高冷却管3的结构强度，从而提高冷却管3管壁的热传导率，降低其热传导距离，最终提高传热效果和载流导体2的降温效果。
33.参见附图1，在一些实施例中，每组载流导体2包括一根大直径的载流线，且载流导体2设置在冷却管3的一侧，两组载流导体2和其对应冷却管3呈对称设置，以有效提高载流导体2与冷却管3之间的热传递范围，同时载流导体2与冷却管3之间的间隙填充设置有具有渗透性且热传导率高的填料5，其中填料5优选为碳纤维束，其热传导率较高，且呈纤维束状结构填充在间隙内具备渗透性。通过这种方式，能够有效保证对电缆组件内部紧密填充的同时，提高载流导体2与冷却管3之间的热传递效率。
34.参见附图2，在另一些实施例中，每组载流导体2包括多根小直径载流线，载流导体2围绕设置在冷却管3周侧或呈对称设置在相对应冷却管3两侧，同时各载流线与各冷却管3之间的间隙处均填充设置有渗透性且热传导率高的填料5，例如碳纤维束。通过分散成多根的小直径载流线与冷却管3接触，能够进一步增加冷却管3与载流线之间的接触面积，同时
通过不同载流线和不同冷却管3之间的紧密接触，以适应循环冷却剂流体进出管温度不一致的情况，进一步提高热量的均匀传递，有效控制电缆的温度，确保电缆最大电流值的工作能力。
35.参见附图3，电缆主体1内还设置有检测组件，其包括至少一条耦合到电缆主体1内的检测线6，检测线6为双股等间距设置的通电导体601，且两通电导体601外侧均包覆透水性绝缘层602，其中透水性绝缘层602可以为高强度聚酯纤维或尼龙丝编织而成。其中两通电导体601双股绞合设置，从而确保两通电导体601之间的间隙保持一致。
36.在另一些实施例中，透水性绝缘层602为编织在一起的双通道编织层，且两通电导体601分别设置在透水性绝缘层602的两个通道内，通过编织在一起的双通道编织层，确保两通电导体601之间的间隙保持一致。
37.参见附图4，在另一些实施例中，检测线6的通电导体601外侧包覆有透水性绝缘层602，其中透水性绝缘层602为绝缘纤维束编织而成，其材料优选高强度聚酯丝编，其编织密度为≥95%；透水性绝缘层602外侧还包覆设置有透水性收束层603，透水性收束层603为弹性纤维束编织而成，优选高弹聚酯丝，其编织密度为≥35%；透水性手收束层外侧的检测线6上还设置有至少一层透水性隔离层604，其中透水性隔离层604采用绝缘纤维束编织而成，其材料优选尼龙丝，其编织密度为≥30%。
38.通过上述技术方案，通过编织的透水性绝缘层602和透水性收束层603确保将透水性绝缘层602稳定压覆在通电导体601外侧，进一步保证两通电导体601之间的间距一致性，同时在透水性收束层603外侧进一步设置透水性隔离层604，能够确保对并排设置或绞合设置的检测线6进一步束缚，同时与外部载流导线隔离，从而提高泄漏检测的精准性。
39.本实施例的工作原理是：通过在每组载流导体2处至少耦合一冷却管3，能够实现对载流导体2和冷却管3的合理布局，同时将载流导体2和冷却管3之间的间隙通过高热传导性的填料5填充，从而有效保证载流导体2产生热量稳定传递到冷却管3内，从而有效提高载流导体2输送电流的最大值，同时通过设置双股等距通电导体601的检测线6进行泄漏检测，当冷却管3产生泄漏时，能够进行泄漏检测并预警，从而防止出现安全隐患。
40.实施例2：参见附图5，一种电缆组件，基于实施例1，其与实施例1的区别技术特征在于：每组载流导体2为多根包胶导体，其中各载流导体2均匀设置在冷却管3周侧，多根包胶导体并排布置在冷却管3周侧或者多根包胶导体以冷却管3类中线绞合设置在冷却管3周侧，且各载流导体2外侧包覆设置有二次绝缘层7，其中二次绝缘层7可以采用塑料或橡胶制成，且二次绝缘层7两端分别与冷却管3外壁密封连接,通过这种方式，实现对冷却管3周侧冷却空间的全面利用，提高冷却效率,同时能够实现对冷却剂流体的二次密封。
41.在另一些实施例中，载流导体2为非包胶线，也即裸线导体，其直接绞合或排布在冷却管3周侧，并且载流导体2外侧包覆二次绝缘层7做绝缘处理，通过这种方式，进一步减少载流导体2与冷却管3之间的热传递路径，提高散热效率。且当载流导体2为非包胶线时，冷却管3外部外界的冷却剂流体循环冷却设备做绝缘处理。
42.在另一些实施例中，检测线6配置在二次绝缘层7内侧，从而能够确保在冷却管3泄漏的第一时间检验冷却管3泄漏；其中，当检测线6配置在二次绝缘层7内部时，透水性隔离层604还可以包覆设置在各载流导体2外侧或设置在检测线6或载流导体2之间，且载流导体
2为非包胶线时，透水性隔离层604为多层以确保检测线6与载流导体2之间的电隔离，防止误检测，同时检测线6需增加熔断开关，防止大电流造成的冲击。在另一些实施例中，检测线6可以仅设置在二次绝缘层7外侧或者分别设置在二次绝缘层7内侧和外侧，从而可以根据需求配置检测位置，尤其是二次绝缘层7内侧和外侧均设置，可以综合评判冷却管3和二次绝缘层7的泄漏情况。
43.本实施例的工作原理是：通过将多根载流导体2并排或以冷却管3为中心绞合的方式设置在冷却管3周侧，能够最大程度利用冷却管3周侧的冷却面积，提高冷却的效率，同时通过二次绝缘层7进行收束和密封，从而进一步提高冷却线缆的使用寿命。
44.实施例3：参见附图6和附图7，一种电缆组件，基于实施例2，其与实施例2的区别技术特征在于：电缆组件还包括充电枪（图中未示出）和连接器8，充电枪优选为手持式插接枪体，其能够为待充电车辆进行充电，充电枪设置在电缆组件的一端并与载流导体2形成电连接，各冷却管3在充电枪内单独或组合形成环绕充电枪手柄的循环通道；连接器8优选为插接式连接器8且能够与充电基站连接，充电基站优选为充电桩或充电站，连接器8设置在远离充电枪的一端，连接器8内设置有多个分别与各组载流导体2一一对应的载流端子801，冷却管3从对应的载流端子801中部或侧面穿过，其中冷却管3端部与充电桩或充电站基体之间设置连接端子802，连接端子802可以配置在冷却管3和\或充电基站之间。
45.在一些实施例中，冷却管3配置为从连接器8内穿过，其中冷却管3的连接端子802配置在连接器8上并与载流端子801错位设置，在另一些实施例中，连接器8上还设置有与检测线6电连接的接线端子803。
46.在一些实施例中，冷却管3与载流线之间密封连接，其密封方式优选为灌胶。在另一些实施例中，二次绝缘层7两端分别与载流端子801和充电枪之间以及冷却管3外壁与载流端子801之间均密封连接，其密封方式优选为灌胶和\或增设紧固件及密封圈。
47.本实施例的工作原理是：通过充电枪进行充电输出，同时冷却管3内在充电枪手柄处形成循环通道，确保冷却管3内的冷却剂流体循环，同时在冷却管3和二次绝缘层7之间做密封处理，从而在内部冷却管3出现短时泄露时二次绝缘层7对冷却液起到二次阻隔的作用，从而能够进一步提高电缆组件使用的安全性。
48.实施例4：参见附图8，一种电缆泄漏检测系统，基于实施例3，其与实施例3的区别技术特征在于：该系统基于上述电缆组件，还包括泄漏检测模块9，泄漏检测模块9内部为电源901和检测预警器902，其中电源901和检测预警器902可以配置在连接器8、充电枪或充电基站内。
49.其中电源901用于向检测线6的两股通电导体601施加预设电压数值的直流电压信号，且上述电压施加在检测线6与冷却剂流体接触点处；其中两检测线6上还分别配置有电阻903，其中两检测线6上的电阻903可以为通电导体601自带电阻903或者来自电阻903件。
50.检测预警器902用于检测检测线6两股通电导体601之间的绝缘电阻903值，并基于绝缘电阻903值变化来监测冷却管3内冷却剂流体的泄漏。具体的，检测预警器902用于监测两股通电导体601之间的绝缘电阻903值，由于两通电导体601等间距设置且绝缘配合，因此两导体之间的绝缘电阻903值处于较高数值；当冷却剂流体产生泄漏时，会浸没透水性绝缘层602而使两通电导体601之间形成电连接，因此两导体之间的绝缘电阻903值会下降，在一
些实施例中，可以设定测量的绝缘电阻903值下降至超过预定阈值的绝缘电阻903数值时，检测预警器902判定冷却管3泄漏。
51.在另一些实施例中，还可以设定绝缘电阻903降低的数值差值作为预定阈值的绝缘电阻903值，从而能够在检测到绝缘电阻903值下降值达到判定预定阈值时，检测器判定冷却管3泄漏。在另一些实施例中，可以将绝缘电阻903最低值和绝缘电阻903降低值组合判断冷却效果。
52.在另一些实施例中，检测预警器902内置有预警指示器9021，预警指示器9021在检测预警器902检测到冷却流体泄漏时给出预警指示，其中预警指示可以声音、灯光或文字预警，具体的，预警指示器9021可以为蜂鸣器、指示灯或预警显示器。检测预警器902内部还内置有控制器9022，其在检测到冷却流体泄露时自动切断电缆组件的外部电流输入。
53.本实施例的工作原理是：使用时，电源901持续为两股通电导体601施加电压，同时通电导体601之间等间隙设置，绝缘电阻903值处于稳定数值，当冷却剂流体泄漏并与两股通电导体601之间接触时，会在接触点位处形成电接触，从而会形成绝缘电阻903值的下降，当检测预警器902检测到绝缘电阻903值的变化并达到预定阈值时，会通过预警指示器9021给出预警指示，并通过控制器9022对电缆组件进行断电处理。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。