CN113192667A - 电能传输装置及电动汽车充电*** - Google Patents

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CN113192667A CN202110426624.XA CN202110426624A CN113192667A CN 113192667 A CN113192667 A CN 113192667A CN 202110426624 A CN202110426624 A CN 202110426624A CN 113192667 A CN113192667 A CN 113192667A
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Abstract

本发明提供了一种电能传输装置，包括管线和冷却单元，管线包括管道和紧配于该管道两端的第一导电端子及第二导电端子，冷却单元与管道导通，冷却单元的管路与管道的管路形成一封闭的环形管路，该环形管路的内腔设有导电液体，通过导电液体在管线内传输电能，导电液体在管线内部循环流动并流经冷却单元实现热交换，使得导电液体传输电能的同时可冷却第一导电端子及第二导电端子，提高了冷却效率，可以安全地承载更大的电流，同样改善了现有功率线束制造工艺复杂的问题。还涉及了一种电动采用该电能传输装置的汽车充电***，安全地实现对电动汽车进行大功率充电，同时改善充电枪电缆的柔性，利于轻松进行充电操作。

Description

电能传输装置及电动汽车充电***
技术领域
本发明属于电动汽车大功率充电的技术领域，具体地涉及电能传输装置及采用该电能传输装置的电动汽车充电***。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，用户对电动汽车充电效率的要求越来越高，尤其是国家高速公路充电桩的网点布置，大功率充电技术的需求日益迫切。目前直流充电枪的电能传输装置(诸如功率线束)截面已达70平方毫米，仅能承受250A的持续充电电流，无法满足更大电流的传输需求。为了增加充电设备的载流能力，通常采用增大功率线束线径的方式；但是，目前直流充电枪功率线束已非常笨重，增加功率线束截面积会使直流充电枪电缆更粗、更硬、更重，人工难以完成插拔充电枪的操作。
目前，在功率线束导体截面积不变的情况下，可通过有效地冷却电能传输部件达到提高传输电流的目的。现有技术对电能传输部件的冷却大多采用液冷装置进行，其通过绝缘冷却液对功率线束中的电能传输部件进行散热冷却，以达到提高传输电流的目的。然而，因存在管路接头多的液冷装置，造成现有功率线束制造工艺复杂、冷却效率不高易过热等问题。
故此，如何将大功率传输电能及高效散热冷却有效结合起来，设计一种新型的电能传输装置是一个亟待解决的课题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电能传输装置，通过管线内导电液体实现大功率电能传递的同时，在管线内循环流动的导电液体经冷却单元冷却且可冷却导电端子，有效改善现有功率线束制造工艺复杂、冷却效率不高易过热等问题。
该发明提供以下技术方案，一种电能传输装置，包括管线和冷却单元，所述管线包括管道和紧配于该管道两端的第一导电端子及第二导电端子，所述冷却单元与所述管道导通，较佳地，所述冷却单元的管路与所述管道的管路形成一封闭的环形管路，该环形管路的内腔设有导电液体。有益效果为：通过所述导电液体使得所述第一导电端子和所述第二导电端子之间进行大功率电能的传输，电流经过所述导电液体使其产生欧姆热，温度升高的所述导电液体在所述管线内部循环流动并经所述冷却单元实现热交换，使得所述导电液体大功率传输电能的同时可以冷却所述第一导电端子及第二导电端子，提高了冷却效率，可以安全地承载更大的电流，同样该电能传输装置改善了现有功率线束制造工艺复杂的问题。
较佳地，所述第一导电端子及所述第二导电端子紧配所述管道的一端均设有多个翅片，该多个翅片伸入所述管道的内腔。有益效果为：通过增设多个所述翅片，提高所述导电液体在传输电能过程中的热交换面积和电传导面积。
较佳地，所述第一导电端子、所述第二导电端子及所述翅片的表面均镀覆有防腐蚀层。有益效果为：通过增设所述防腐蚀层，起到防止所述导电液体对所述第一导电端子、所述第二导电端子及所述翅片表面的腐蚀。
较佳地，所述第一导电端子的第一翅片朝着所述第二导电端子延伸但不抵接，将所述管道内腔隔离成流入通道及流出通道；所述第一翅片与所述第二导电端子的翅片形成一回流口，所述流入通道及所述流出通道经所述回流口导通。有益效果为：通过增设所述第一翅片将所述管道隔成曲折的流道，提高所述导电液体在传输电能过程中的热交换面积和电传导面积。
较佳地，所述管道上开设有与所述流入通道导通的进液口和与所述流出通道导通的出液口，所述进液口及所述出液口与所述回流口分别位于所述管道的两端。
较佳地，所述冷却单元包括控制箱、热交换器、泵和循环管路，所述热交换器包括散热器和储液箱；所述循环管路将所述管道、所述散热器、所述储液箱及所述泵串联导通，构成所述导电液体的循环冷却回路。
较佳地，所述管道的出液端设有温度传感器；所述温度传感器、所述散热器和所述泵分别与所述控制箱电连接。有益效果为：通过构成的所述导电液体的循环冷却回路，且结合所述温度传感器，使得所述控制箱根据所述管道流出的所述导电液体温度大小控制所述热交换器的换热速率和所述泵的流量调节，自动维持所述管道内的所述导电液体的温度处于合适范围内。
较佳地，所述热交换器和所述泵与所述导电液体接触的表面均镀覆有绝缘层。
较佳地，所述循环管路及所述管道采用绝缘柔性材料制成。
本发明还提供了一种采用上述电能传输装置的电动汽车充电***，实现安全地对电动汽车进行大功率充电，及更加轻便地操纵所述充电连接器，利于充电枪轻松地对电动汽车充电操作。
该发明提供以下技术方案，一种电动汽车充电***，包括充电连接器、电缆组件和电源，所述充电连接器上设有耦合器；所述电缆组件的两端分别与所述充电连接器和电源电连接；较佳地，该电动汽车充电***还包括上述的所述电能传输装置。有益效果为：通过所述电能传输装置的冷却功能降低所述电缆组件和所述充电连接器的温升，有效提升大功率充电过程的安全性。
较佳地，所述电缆组件包括平行设置的正极功率线束和负极功率线束；所述正极功率线束和所述负极功率线束均包括所述电能传输装置。有益效果为：通过所述正极功率线束和所述负极功率线束的导体由所述导电液体替代直径大、硬度大的铜质导线，显著改善所述电缆组件的柔性，实现更加轻便地操作所述充电连接器，利于充电枪轻松地对电动汽车进行充电操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电动汽车充电***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的充电连接器和电缆组件局部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电能传输装置(无冷却单元)的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电能传输装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的管线的立体图；
图6为本发明实施例提供的管线的主视图；
图7为图6的A向剖视图；
图8为图6的B向剖视图；
图9为图6的C向剖视图；
图10为本发明实施例提供的冷却单元的结构示意图。
附图标记说明：
1-电连接器、11-耦合器；
2-电缆组件、2a-正极功能线束、2b-负极功能线束；
20-电能传输装置；
21-管线、211-管道、2111-流入通道、2112-流出通道、2113-回流口、2114-进液口、2115-出液口、212-第一导电端子、2121-翅片、2122-第一翅片、213-第二导电端子；
22-冷却单元、221-控制箱、222-热交换器、2221-散热器、2222-储液箱、223-泵、224-循环管路、225-温度传感器；
23-导电液体；
3-电源。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，一种电动汽车充电***包括充电连接器1、电缆组件2和电源3。本实施例中，所述电缆组件2的两端分别与所述充电连接器1和电源3电连接；具体地，所述充电连接器1上设有耦合器11，该耦合器11具有允许连接到电动汽车充电接口的形状要素，所述充电连接器1通过所述耦合器11与电动汽车的充电接口耦合以实现通讯和电能的传输。
如图2和图3所示，该电动汽车充电***还包括电能传输装置20。本实施例中，所述电缆组件2包括平行设置的正极功率线束2a和负极功率线束2b，所述正极功率线束2a和所述负极功率线束2b均包括所述电能传输装置20。
如图4所示，所述电能传输装置20包括管线21和冷却单元22。本实施例中，所述管线21包括管道211和紧配于该管道两端的第一导电端子212及第二导电端子213；优选地，所述管道211采用绝缘柔性材料制成，其目的在于防止电能的损失及触电事故的发生。具体地，所述第一导电端子212为与所述电源3耦合的电源耦合端子，所述第二导电端子213为与所述充电连接器1耦合的充电连接器耦合端子。
进一步地，所述电能传输装置20还包括导电液体23，优选地，所述导电液体23的材质为汞，其具有良好的导电性能及良好的可流动性；更进一步地，所述冷却单元22与所述管道211导通，所述冷却单元22的管路与所述管道211的管路形成一封闭的环形管路，该环形管路的内腔设有导电液体23。所述导电液体23循环流经所述管道211及所述冷却单元22之间，所述导电液体23充当并联状态的导体实现所述第一导电端子212和所述第二导电端子213之间的电能传输，即为电源耦合端子和充电连接器耦合端子之间的电能传输。具体地，所述电源3的电能依次经电源耦合端子、所述导电液体23及充电连接器耦合端子传输至所述充电连接器1，对与所述充电连接器1接通的电动汽车进行持续充电；故此，所述电缆组件2中的所述正极功率线束2a和所述负极功率线束2b的导体由所述导电液体23替代直径大、硬度大的铜质导线，显著改善了所述电缆组件2的柔性，实现更加轻便地操作所述充电连接器1，利于轻松地对电动汽车进行充电操作。
如图5、图6和图7所示，所述第一导电端子212及所述第二导电端子213紧配所述管道211的一端均设有多个翅片2121，该多个翅片2121伸入所述管道211的内腔；由于多个所述翅片2121的设置，其有效增加了所述第一导电端子212及所述第二导电端子213与所述导电液体23的热交换面积和电传导面积，提高了热交换效率及电传导能力。优选地，多个所述翅片2121与所述导电端子212采用一体成型加工，起到强化所述翅片2121的强度；更进一步地，因所述导电液体23具有导电性能，其对金属材质的所述第一导电端子212、所述第二导电端子213及所述翅片2121具有一定的腐蚀性，为了提高所述第一导电端子212及所述第二导电端子213的使用寿命，可在所述第一导电端子212、所述第二导电端子213及所述翅片2121的表面均镀覆有导电良好的防腐蚀层来避免被腐蚀。
如图7、图8和图9所示，所述第一导电端子212的第一翅片2122朝着所述第二导电端子213延伸但不抵接，将所述管道211内腔隔离成流入通道2111及流出通道2112。优选地，所述第一翅片2122与所述第二导电端子213的翅片形成一回流口2113，所述流入通道2111及所述流出通道2112经所述回流口2113导通。进一步地，所述管道211上开设有与所述流入通道2111导通的进液口2114和与所述流出通道2112导通的出液口2115。具体地，所述导电液体23在所述管线21的流动路径为：所述导电液体23经所述进液口2114进入，先在所述流入通道2111流动，再经所述回流口2113进入所述流出通道2112，最后经所述出液口2115流出，避免所述导电液体23直接从所述进液口2114流至所述出液口2115，有效延长了所述导电液体23在所述管线21的停留时间，进一步增加了所述导电端子212与所述导电液体23的热交换面积和电传导面积，强化了所述电能传输装置20的热交换效率及电传导能力。
为了更进一步地延长了所述导电液体23在所述管线21的停留时间，本实施例中，所述进液口2114及所述出液口2115与所述回流口2113分别位于所述管道211的两端。
如图10所示，所述冷却单元22包括控制箱221、热交换器222、泵223和循环管路224。为了防止带电的所述导电液体23在所述冷却单元22中损失及触电的发生，本实施例中，所述循环管路224采用绝缘柔性材料制成，所述热交换器222和所述泵223与所述导电液体23接触的表面均镀覆有绝缘层。进一步地，所述热交换器222包括散热器2221和储液箱2222，所述循环管路224将所述管道211、所述散热器2221、所述储液箱2222及所述泵223串联导通，构成所述导电液体23的循环冷却回路。具体地，温升后的所述导电液体23从所述出液口2225流出，经所述散热器2221的冷却进入所述储液箱2222，经冷却后的所述导电液体23经所述泵223泵送至所述进液口2114，实现所述管线21内充满所述导电液体23并维持所述导电液体23的循环流动，起到进一步冷却所述导电端子212。
进一步地，所述管道211的出液端设有温度传感器225。本实施例中，所述温度传感器225、所述散热器2221和所述泵223分别与所述控制箱221电连接；具体地，所述温度传感器225实时感知从所述出液口2115的所述导电液体23，所述控制箱221根据监测出的所述导电液体23温度大小控制所述热交换器222的换热速率和所述泵的流量调节，自动维持所述管道211内的所述导电液体23的温度处于合适范围内，从而进一步有效提升了大功率充电过程的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电能传输装置，包括管线和冷却单元，所述管线包括管道和紧配于该管道两端的第一导电端子及第二导电端子，所述冷却单元与所述管道导通，其特征在于，所述冷却单元的管路与所述管道的管路形成一封闭的环形管路，该环形管路的内腔设有导电液体。
2.根据权利要求1所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一导电端子及所述第二导电端子紧配所述管道的一端均设有多个翅片，该多个翅片伸入所述管道的内腔；所述第一导电端子、所述第二导电端子及所述翅片的表面均镀覆有防腐蚀层。
3.根据权利要求2所述的电能传输装置，其特征在于，所述第一导电端子的第一翅片朝着所述第二导电端子延伸但不抵接，将所述管道内腔隔离成流入通道及流出通道；所述第一翅片与所述第二导电端子的翅片形成一回流口，所述流入通道及所述流出通道经所述回流口导通。
4.根据权利要求3所述的电能传输装置，其特征在于，所述管道上开设有与所述流入通道导通的进液口和与所述流出通道导通的出液口，所述进液口及所述出液口与所述回流口分别位于所述管道的两端。
5.根据权利要求1所述的电能传输装置，其特征在于，所述冷却单元包括控制箱、热交换器、泵和循环管路，所述热交换器包括散热器和储液箱；所述循环管路将所述管道、所述散热器、所述储液箱及所述泵串联导通，构成所述导电液体的循环冷却回路。
6.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述管道的出液端设有温度传感器；所述温度传感器、所述散热器和所述泵分别与所述控制箱电连接。
7.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述热交换器和所述泵与所述导电液体接触的表面均镀覆有绝缘层。
8.根据权利要求5所述的电能传输装置，其特征在于，所述循环管路及所述管道采用绝缘柔性材料制成。
9.一种电动汽车充电***，包括充电连接器、电缆组件和电源，所述充电连接器上设有耦合器；所述电缆组件的两端分别与所述充电连接器和电源电连接；其特征在于，还包括权利要求1～8任一项所述的电能传输装置。
10.根据权利要求9所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述电缆组件包括平行设置的正极功率线束和负极功率线束；所述正极功率线束和所述负极功率线束均包括所述电能传输装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023078456A1 (zh) * 2021-11-08 2023-05-11 长春捷翼汽车科技股份有限公司 电缆结构、电缆冷却装置及车辆

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