CN113450961A - 功率线缆及液冷电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率线缆及液冷电缆，功率线缆包括绝缘套、多个子功率导体和冷却管；多个所述子功率导体环绕贴合于所述冷却管的外壁，所述绝缘套包裹设置于多个所述子功率导体的外部。液冷电缆包括外护套、正极功率线缆和负极功率线缆，所述外护套内包裹设置有所述正极功率线缆和所述负极功率线缆；所述正极功率线缆包括至少一个上述的功率线缆，所述负极功率线缆包括至少一个上述的功率线缆。本发明将功率导体与冷却管紧密贴合热交换，冷却效果好。

Description

功率线缆及液冷电缆
技术领域
本发明涉及充电线缆技术领域，尤其涉及一种功率线缆及液冷电缆。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，电动汽车也越来越普及，在电动汽车的使用过程中，用户对于快速充电的要求也越来越高，采用小线径、轻量化液冷电缆减低线缆温度成为解决大功率充电的热门方案。
当前，液冷线缆的主要结构是在整体线缆的外护套内同时设置内部线缆和冷却管，内部线缆的外表皮与冷却管的外管壁接触。当内部线缆芯线连接大电流产生热量时，通过外表皮与外管壁的接触进行热交换带走热量，从而使外护套的表面温度处于标准要求内。
但是，上述技术方案中线缆的冷却效果较差。
发明内容
为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种功率线缆及液冷电缆，功率导体与冷却管紧密贴合热交换，冷却效果好。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种功率线缆，包括绝缘套、多个子功率导体和冷却管；多个所述子功率导体环绕贴合于所述冷却管的外壁，所述绝缘套包裹设置于多个所述子功率导体的外部。
作为本发明第一方面的进一步方案，所述子功率导体和所述冷却管的横截面均呈圆形。
第二方面，本发明还提供一种液冷电缆，包括外护套、正极功率线缆和负极功率线缆，所述外护套内包裹设置有所述正极功率线缆和所述负极功率线缆；所述正极功率线缆包括至少一个上述的功率线缆，所述负极功率线缆包括至少一个上述的功率线缆。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述外护套内还包裹设置有正极辅助功率线缆、负极辅助功率线缆、正极辅助冷却管和负极辅助冷却管；所述正极辅助功率线缆包括正极辅助功率导体和正极绝缘层，所述正极绝缘层包裹设置于所述正极辅助功率导体的外部；所述负极辅助功率线缆包括负极辅助功率导体和负极绝缘层，所述负极绝缘层包裹设置于所述负极辅助功率导体的外部；所述正极辅助冷却管抵接所述正极辅助功率线缆设置，所述负极辅助冷却管抵接所述负极辅助功率线缆设置。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述正极功率线缆的所述功率线缆和所述负极功率线缆的所述功率线缆于所述外护套内呈环形阵列布置，且所述正极功率线缆和所述负极功率线缆呈中心对称设置。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管均位于所述外护套内的中心；所述正极功率线缆和所述负极功率线缆分布于所述外护套内的外圈。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管呈矩形阵列，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆呈对角线布置。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管的外径均相等。
作为本发明第二方面的进一步方案，所述功率线缆的冷却管、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管均为绝缘导热件，所述冷却管、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管内均填充有冷却介质，所述冷却介质包括水和/或乙二醇。
作为本发明第二方面的进一步方案，还包括散布包裹于所述外护套内的地线、信号线、正极辅助电源线和负极辅助电源线。
本发明提供一种功率线缆及液冷电缆，将功率导体分为若干子功率导体，各子功率导体直接环绕贴合冷却管的外壁，使功率导体与冷却管的接触面积增加，且各子功率导体直接与冷却管紧密贴合热交换，冷却效果更好。
本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例一提供的功率线缆的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的液冷电缆的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的液冷电缆的主视图。
附图标记说明：
1-功率线缆；11-绝缘套；12-子功率导体；13-冷却管；
2-外护套；
3-正极功率线缆；31-正极绝缘套；32-正极子功率导体；33-正极冷却管；
4-负极功率线缆；41-负极绝缘套；42-负极子功率导体；43-负极冷却管；
5-正极辅助功率线缆；51-正极辅助功率导体；52-正极绝缘层；
6-负极辅助功率线缆；61-负极辅助功率导体；62-负极绝缘层；
7-正极辅助冷却管；
8-负极辅助冷却管；
9-辅助线缆。
具体实施方式
在电动汽车的使用过程中，用户对于快速充电的要求也越来越高，为实现快速的大功率充电，增加线缆线径是常规选择。然而，线径的增加势必带来更高的成本，同时线缆外径增加也会导致线缆重量大大增加，同时配套使用的枪的体积也会大大增加，粗壮、沉重的电缆造成用户无法手动充电，给用户的使用体验带来很大影响，采用小线经、轻量化液冷电缆减低线缆温度成为解决大功率充电的热门方案。目前的液冷线缆技术方向主要是将由内部线缆芯线连接大电流时产生的热量，通过外表皮与冷却管接触进行热交换带走大量热量，从而使整体线缆的外护套的表面温度处于标准要求内。但是此方式冷却效果较差，存在因芯线与管道未接触而冷却不到位的风险。
基于以上问题，本发明提供一种功率线缆及液冷电缆，将功率导体分为若干子功率导体，各子功率导体直接环绕贴合冷却管的外壁，使功率导体与冷却管的接触面积增加，且各子功率导体直接与冷却管紧密贴合热交换，冷却效果更好。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，而不能理解为对本发明的限制。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，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的功率线缆的结构示意图。
参照图1所示，本发明实施例一提供一种功率线缆，包括绝缘套11、多个子功率导体12和冷却管13；多个子功率导体12环绕贴合于冷却管13的外壁，绝缘套11包裹设置于多个子功率导体12的外部。
上述冷却管13位于中心，并于冷却管13内通入冷却介质。将功率导体平均分成若干份，各份作为子功率导体12。各子功率导体12环绕在冷却管13外，并绞合缠绕在冷却管13的外壁，各子功率导体12的外部整体包裹一绝缘套11。其中，功率导体可选铜材质，冷却管13可选耐水解、高导热的绝缘材料，冷却介质可选水和/或乙二醇。
当各子功率导体12连接电流产生大量的热量时，冷却管13内的冷却介质通过管壁与各子功率导体12接触换热，将热量带走，使绝缘套11的表面温度处于标准要求内。
本实施例功率线缆，将功率导体根据需要分成多个子功率导体12，各子功率导体12直接缠绕于冷却管13的四周，使功率导体与冷却管13的接触面积增加，且各子功率导体12直接与冷却管13紧密贴合热交换，提高了冷却效果。
进一步的，子功率导体12和冷却管13的横截面均呈圆形。
上述子功率导体12和冷却管13均设置呈圆柱形，便于将子功率导体12紧密缠绕于冷却管13的外壁上，有效保证两者紧密接触。可选冷却管13的外径为子功率导体12的外径的8-10倍，冷却管13的外径远大于子功率导体12的外径，一方面便于保证各子功率导体12均能有效接触冷却管13，另一方面提高冷却介质的流量，能充分吸收各子功率导体12的热量。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的液冷电缆的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的液冷电缆的主视图。
参照图2和图3所示，在上述实施例一的基础上，本发明实施例二提供一种液冷电缆，包括外护套2、正极功率线缆3和负极功率线缆4，外护套2内包裹设置有正极功率线缆3和负极功率线缆4；正极功率线缆3包括至少一个上述实施例一的功率线缆1，负极功率线缆4包括至少一个上述实施例一的功率线缆1。
上述正极功率线缆3和负极功率线缆4均设置为上述实施例一功率线缆1的形式。将正极功率导体划分为多组正极子功率导体32，各组正极子功率导体32直接缠绕于各组对应的正极冷却管33的四周，各组正极子功率导体32的外部包裹设置一正极绝缘套31。正极功率导体与正极冷却管33的接触面积增加，且各组正极子功率导体32直接与各组对应的正极冷却管33接触热交换，冷却效果更好，使正极绝缘套31的表面温度处于标准要求内。
负极功率线缆4对应设置为与正极功率线缆3相同的结构，同样具有很好的冷却效果，使负极绝缘套41的表面温度处于标准要求内。
将正极功率线缆3和负极功率线缆4包裹设置于外护套2内，由于正极功率线缆3和负极功率线缆4各自具有很好的冷却效果，能使外护套2的表面温度处于标准要求内，提高了整体的冷却效果。
进一步地，外护套2内还包裹设置有正极辅助功率线缆5、负极辅助功率线缆6、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8；正极辅助功率线缆5包括正极辅助功率导体51和正极绝缘层52，正极绝缘层52包裹设置于正极辅助功率导体51的外部；负极辅助功率线缆6包括负极辅助功率导体61和负极绝缘层62，负极绝缘层62包裹设置于负极辅助功率导体61的外部；正极辅助冷却管7抵接正极辅助功率线缆5设置，负极辅助冷却管8抵接负极辅助功率线缆6设置。
在外护套内部增设两根辅助功率线缆，两根辅助功率电缆制作为单独的导体外部包裹绝缘层形式，使液冷电缆整体可以连接更大的电流，增大载流能力，同时外径不至于过大。增设辅助冷却管对辅助功率线缆接触换热，能保证冷却效果。
进一步地，正极功率线缆3的功率线缆1和负极功率线缆4的功率线缆1于外护套2内呈环形阵列布置，且正极功率线缆3和负极功率线缆4呈中心对称设置。
上述正极功率线缆3和负极功率线缆4均至少包括一个功率线缆1，当需要流过较大的电流时，需要较大的功率导体承担负载，因此需要设置多个功率线缆1，且多个功率线缆1分成正极功率线缆3和负极功率线缆4。多个功率线缆3呈环形阵列布置，便于外护套2圆整。正极功率线缆3和负极功率线缆4分两侧设置，避免干扰，便于制作和供电连接。
进一步地，正极辅助功率线缆5、负极辅助功率线缆6、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8均位于外护套2内的中心；正极功率线缆3和负极功率线缆4分布于外护套2内的外圈。
上述正极功率线缆3和负极功率线缆4的功率线缆1设置多个，分布于外护套2内的外圈；辅助功率线缆和辅助冷却管均设置正极和负极各一个，均分布于外护套2的内圈；最大限度利用了外护套2的内部空间，使液冷电缆的外径更小、质量更轻便、应用更方便。
本实施例中正极功率线缆3和负极功率线缆4各设置四个功率线缆1，八个功率线缆1环绕外护套2的内侧壁均匀分布，辅助功率线缆和辅助冷却管均分布于外护套2的中心。
进一步地，正极辅助功率线缆5、负极辅助功率线缆6、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8呈矩形阵列，正极辅助功率线缆5、负极辅助功率线缆6呈对角线布置。
上述辅助功率线缆和辅助冷却管呈矩形阵列，则正极辅助功率线缆5分别相邻接触正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8，负极辅助功率线缆6也分别与两辅助冷却管相邻接触，提高了冷却效果。
进一步地，正极辅助功率线缆5、负极辅助功率线缆6、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8的外径均相等。
上述辅助功率线缆和辅助冷却管设置为外径均相等，彼此间相邻相切，保证紧密贴合，提高冷却效果。
进一步地，功率线缆1的冷却管13、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8均为绝缘导热件，冷却管13、正极辅助冷却管7和负极辅助冷却管8内均填充有冷却介质，冷却介质包括水和/或乙二醇。
上述冷却管13和辅助冷却管可选耐水解、高导热的绝缘材料，有一定的硬度，且机械强度高，以保证功率子导体12能紧密贴合在冷却管13四周且不压塌冷却管13、辅助功率线缆紧密贴合辅助冷却管且不压塌辅助冷却管。冷却介质通过管壁与功率导体进行热交换，带走大部分热量，起到冷却效果。
进一步地，还包括散布包裹于外护套2内的地线、信号线、正极辅助电源线和负极辅助电源线。
将地线、信号线、正极辅助电源线和负极辅助电源线等小直径的辅助线缆9散布在外护套2内的功率线缆、辅助功率线缆和辅助冷却管之间的间隙，起到支撑作用，使外护套2更加圆整。
在本发明的描述中，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”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种功率线缆，其特征在于，包括绝缘套、多个子功率导体和冷却管；
多个所述子功率导体环绕贴合于所述冷却管的外壁，所述绝缘套包裹设置于多个所述子功率导体的外部。
2.根据权利要求1所述的功率线缆，其特征在于，所述子功率导体和所述冷却管的横截面均呈圆形。
3.一种液冷电缆，其特征在于，包括外护套、正极功率线缆和负极功率线缆，所述外护套内包裹设置有所述正极功率线缆和所述负极功率线缆；所述正极功率线缆包括至少一个如权利要求1或2所述的功率线缆，所述负极功率线缆包括至少一个如权利要求1或2所述的功率线缆。
4.根据权利要求3所述的液冷电缆，其特征在于，所述外护套内还包裹设置有正极辅助功率线缆、负极辅助功率线缆、正极辅助冷却管和负极辅助冷却管；
所述正极辅助功率线缆包括正极辅助功率导体和正极绝缘层，所述正极绝缘层包裹设置于所述正极辅助功率导体的外部；
所述负极辅助功率线缆包括负极辅助功率导体和负极绝缘层，所述负极绝缘层包裹设置于所述负极辅助功率导体的外部；
所述正极辅助冷却管抵接所述正极辅助功率线缆设置，所述负极辅助冷却管抵接所述负极辅助功率线缆设置。
5.根据权利要求4所述的液冷电缆，其特征在于，所述正极功率线缆的所述功率线缆和所述负极功率线缆的所述功率线缆于所述外护套内呈环形阵列布置，且所述正极功率线缆和所述负极功率线缆呈中心对称设置。
6.根据权利要求5所述的液冷电缆，其特征在于，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管均位于所述外护套内的中心；所述正极功率线缆和所述负极功率线缆分布于所述外护套内的外圈。
7.根据权利要求6所述的液冷电缆，其特征在于，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管呈矩形阵列，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆呈对角线布置。
8.根据权利要求4-7任一项所述的液冷电缆，其特征在于，所述正极辅助功率线缆、所述负极辅助功率线缆、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管的外径均相等。
9.根据权利要求4-7任一项所述的液冷电缆，其特征在于，所述功率线缆的冷却管、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管均为绝缘导热件，所述冷却管、所述正极辅助冷却管和所述负极辅助冷却管内均填充有冷却介质，所述冷却介质包括水和/或乙二醇。
10.根据权利要求3-7任一项所述的液冷电缆，其特征在于，还包括散布包裹于所述外护套内的地线、信号线、正极辅助电源线和负极辅助电源线。
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