CN114342009A - 电动车充电用电缆 - Google Patents

电动车充电用电缆 Download PDF

Info

Publication number
CN114342009A
CN114342009A CN202080062308.2A CN202080062308A CN114342009A CN 114342009 A CN114342009 A CN 114342009A CN 202080062308 A CN202080062308 A CN 202080062308A CN 114342009 A CN114342009 A CN 114342009A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric vehicle
cable
charging
cooling
cooling fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080062308.2A
Other languages
English (en)
Inventor
金贤雄
李在馥
柳东均
崔旭烈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Cable and Systems Ltd
LS EV Korea Ltd
Original Assignee
LS Cable Ltd
LS EV Korea Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LS Cable Ltd, LS EV Korea Ltd filed Critical LS Cable Ltd
Priority claimed from PCT/KR2020/011936 external-priority patent/WO2021045560A1/ko
Publication of CN114342009A publication Critical patent/CN114342009A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • H01B7/423—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/302—Cooling of charging equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • H01B7/423—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid
    • H01B7/425—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid the construction being bendable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/05—Cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电动车充电用电缆，能够利用冷却流体有效率地冷却在给电动车充电时电动车充电用电缆产生的热，并且与冷却流体一同通过附加导热材料来提升了冷却性能，因此能够防止内部结构因热受损，预防火灾等安全事故，并能够将电缆的直径最小化。

Description

电动车充电用电缆
技术领域
本发明涉及一种具有冷却功能的电动车充电用电缆。更具体地，本发明涉及一种电动车充电用电缆，能够利用冷却流体有效率地冷却在给电动车充电时电动车充电用电缆产生的热，并且与冷却流体一同通过附加导热材料来提升冷却性能，因此能够防止内部结构因热受损，预防火灾等安全事故，能够将电缆的直径最小化。
背景技术
随着电动车的普及，电动车充电器的设置正在扩大。而且，能够快速充电的快速充电器正在普及，用以实现短时间内的充电。不同于慢速充电，用于快速充电的快速充电器的输出电压是直流50V至450V的范围，输出电流达到110A，通过所述快速充电器对电动车进行充电所需的时间也不过50分钟左右。随着电动车的电池容量和充电技术的进步，预计快速充电器的输出电流会有增加。
在此种快速充电器中，主体与电动车充电用电缆连接，充电用电缆端部安装电缆接头，电缆的接头安装到设置于电动车的电动车接头上，从而从电动车充电器向电动车供电。
此种快速充电器由于输出电流在100A以上，因此用于将其传输给电动车的电动车充电用电缆会有发热问题。虽然有增加电动车电缆的导体直径的方法等，用以最小化电动车充电用电缆所产生的热，然而这难以充分减少发热，且存在会增加电动车充电用电缆重量的问题。
电动车充电用电缆产生的热会增加火灾风险。并且，在为了进行电动车充电而将电缆接头安装到电动车接头上或从电动车接头分离电缆接头并安置于充电器的过程中，充电用电缆可能会与用户的身体接触，若充电用电缆发热严重，则可能会导致用户受伤、有不适感或不安感，因此并不值得提倡。
发明内容
所要解决的问题
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电动车充电用电缆，能够利用冷却流体有效率地冷却在给电动车充电时电动车充电用电缆产生的热，并且与冷却流体一同通过附加导热材料来提升冷却性能，因此能够防止内部结构因热受损，预防火灾等安全事故，能够将电缆的直径最小化。
解决问题的技术方案
为了解决所述技术问题，本发明提供一种用于连接电动车充电器主体与电动车充电用电缆接头的电动车充电用电缆，所述电动车充电用电缆包括：冷却部，包括内侧有冷却流体流动的流体管；复数个电力单元，包括沿所述冷却部周缘配置的复数个导体、包裹在所述导体外侧的绝缘层以及所述冷却部与所述绝缘层之间的导热材料；以及电缆护套，包裹在所述电力单元外侧。
并且，所述导热材料的粘度在常温下可以是103cp至106cp。
而且，所述导热材料的导热系数可以是0.5W/m·K以上。
其中，所述导热材料可以由硅氧烷聚合物和导热金属氧化物的混合物组成。
此时，所述电力单元可以设置有一对，一对所述电力单元内侧的所述冷却部的冷却流体流动方向可以为相反方向。
而且，所述电动车充电用电缆还可以包括：至少一个接地单元，在所述电缆护套内部，具有接地导体以及包裹所述接地导体的绝缘层。
并且，所述电力单元可以设置有一对，一对所述冷却部可以有从所述电动车充电器向所述电缆接头的方向供应的冷却流体流动。
而且，所述电动车充电用电缆还可以具有：冷却流体回收部，从所述电缆接头附近向所述电动车充电器方向回收一对所述冷却部供应的冷却流体。
其中，所述冷却流体回收部可以设置于所述接地单元的对侧，外接于一对所述电力单元。
此时，所述冷却部或所述冷却流体回收部的流体管可以由高耐热塑料、尼龙、全氟烷氧基烷烃(Perfluoroalkoxy alkane，PFA)、聚四氟乙烯(Pol ytetrafluoroethylene，PTFE)材料或氨基甲酸乙酯材料组成。
而且，所述电力单元的导体可以是由复数个导体丝组合而成的组合导体。
而且，构成所述电力单元的复数个导体可以所述冷却部周缘横卷成其复合绞距(pitch)的大小具有由沿所述冷却部周缘配置的复数个导体构成的导体层的外径的9倍至11倍(pitch)。
其中，所述电力单元和所述接地单元可以联合成其联合绞距的大小具有所述电力单元的外径的17倍至23倍。
此时，可以设置至少一个通信单元，所述通信单元包括通信用导体以及包裹所述通信用导体的绝缘层。
而且，所述通信单元可以配置于连接所述通信单元和所述接地单元的中心的三角形的外侧，且直径小于所述电力单元或所述接地单元。
其中，可以确定所述电动车充电器所供应的冷却流体的温度以及流量，使所述电缆护套的表面温度达到50摄氏度以下。
此时，所述电缆护套可以是填实型。
而且，所述导热材料的导热系数可以优选0.5W/m·K至5.0W/m·K。
并且，为了解决所述技术问题，本发明提供一种用于连接电动车充电器主体与电动车充电用电缆接头的电动车充电用电缆，所述电动车充电用电缆包括：
一对电力单元，所述电力单元在绝缘层内部以圆周方向配置有复数个组合导体；以及
一对流体管，在电动车充电器主体冷却了的冷却流体在电动车充电器与电缆接头之间以既定方向流动，布置于所述电力单元的组合导体的内侧，用以冷却组合导体的发热。
包括：导热材料，为了提升所述组合导体通电产生的热在所述流体管方向上的热传递效率，填充于构成所述电力单元的组合导体之间；以及填实型电缆护套，包裹所述电力单元的外侧。
而且，通过设置于所述电力单元内的一对流体管中的第一流体管流动的冷却流体可以从电动车充电器向电缆接头的方向供应，通过第二流体管流动的冷却流体可以以从电缆接头向电动车充电器的方向回收。
其中，通过设置于所述电力单元内的一对流体管流动的冷却流体从电动车充电器向电缆接头的方向供应，还可以包括：冷却流体回收部，位于外接于一对所述电力单元的绝缘层的位置，使从所述电缆接头附近回收的冷却流体以所述电动车充电器方向流动。
发明的效果
根据本发明的电动车充电用电缆能够用冷却流体有效率地冷却在电动车快速充电时电动车充电用电缆所产生的热。
更具体地，根据本发明的电动车充电用电缆在一对电力单元中心部分别设有冷却部，因此能够确保稳定的冷却性能。
并且，根据本发明的电动车充电用电缆在构成电力单元的导体之间填充有导热材料，能够使导体通电时所产生的热快速传递到有冷却流体流动的冷却部，因此能够进一步提升冷却性能。
并且，根据本发明的电动车充电用电缆，其电力单元本身具有冷却通道，因此与独立于电力单元设有冷却管的技术相比，能够使电动车充电用电缆的整体直径变得紧凑。
附图说明
图1图示了电动车和电动车充电器。
图2图示了设置于电动车的电动车接头，以及连接有电动车充电用电缆的电缆接头。
图3图示了根据本发明的电动车充电用电缆的剖视图。
图4图示了图3中图示的实施例的具有冷却部的电力单元的放大剖视图。
图5图示了没有在电动车充电用电缆的电力单元导体之间注入导热材料而是构成了空旷空间的比较例，以及在电力单元导体之间注入导热材料的本发明的一个实施例的通电试验结果图。
图6图示了根据本发明的电动车充电用电缆的另一实施例。
图7图示了根据本发明的电动车充电用电缆的另一实施例。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本发明的优选实施例。然而，本发明并不限于此处说明的实施例，而是可以具体为其他形态。反之，此处介绍的实施例旨在使公开内容能够更加彻底、完整，并向本领域普通技术人员充分传达发明思想。全文中，相同的附图标记代表相同的组件。
图1图示了电动车ev和电动车充电器300。
为了向电动车供电，电动车充电器300通过电动车充电用电缆100与电缆接头200连接，电动车充电用电缆100的端部具有电缆接头200。
电缆接头200可以安装到设置于电动车ev的电动车接头400上，以供电，若是快速充电器，则可以短时间内完成电动车的充电。
用于电气连接电动车充电器300与电动车ev的电动车充电用电缆100会由于大的电流量而发热，为了消除火灾危险或用户的不安感等，根据本发明的电动车充电用电缆100采用了用冷却流体来冷却电动车充电用电缆100的方法。
图2图示了设置于电动车的电动车接头400，以及连接有电动车充电用电缆100的电缆接头。图2中图示的电缆接头作为采用了统一标准之一的欧美式的“组合”方式的接头，一个接头能够同时满***流方式的慢速充电和直流方式的快速充电，适用于根据本发明的电动车充电用电缆100。
然而，根据本发明的电动车充电用电缆100除图2中图示的欧美式的“组合”方式以外，还适用于日本的“CHAdeMO”方式或雷诺“三相交流”方式或其他方式的电缆接头。
如图2所图示，根据本发明的电动车充电用电缆100的端部安装有电缆接头200，所述电缆接头200具有能够可拆装地安装于设置于电动车ev的电动车接头400的结构。
“组合”方式的电缆接头整合了交流和直流方式的接头，各个接头分别设置有交流充电部210、410以及直流充电部230、430。
此种与电缆接头连接的电动车充电用电缆100在快速充电时由于大的电流量会存在发热问题，因此根据本发明的电动车充电用电缆100利用冷却流体解决了发热问题。
之前已有介绍用冷却流体来冷却电动车充电用电缆100的结构，但是由于需要在电动车充电用电缆100内设置独立的冷却流体通道，因此存在冷却效率下降、电动车充电用电缆100的直径变大的问题。
根据本发明的电动车充电用电缆100在用于构成电动车充电用电缆100的各个电力单元内部配置了具有流体管的冷却部，以使冷却部外周面整体用于吸热，从而提升冷却效率，在将电动车充电用电缆100的直径最小化的同时，确保了稳定的冷却性能。以下具体说明。
图3图示了根据本发明的电动车充电用电缆100的剖视图，图4图示了图3中图示的实施例的具有冷却部的电力单元的放大剖视图。
根据本发明的电动车充电用电缆100可以连接电动车充电器主体与电动车充电用电缆接头，可以包括：复数个电力单元10，所述电力单元10包括：包括内侧有冷却流体流动的流体管83的冷却部80、沿所述冷却部80周缘配置的复数个导体1、包裹所述导体外侧的绝缘层13和所述冷却部与所述绝缘层之间的导热材料14；至少一个接地单元20，具有接地导体21和包裹所述接地导体的绝缘层23；以及电缆护套70，包裹所述电力单元10和所述接地单元20的外侧。
在电动车充电用电缆100中，存在发热问题的部分主要是用于供电的电力单元10a、10b，根据本发明的电动车充电用电缆100的电力单元特征在于，在内部分别设置有冷却部80a、80b。
所述冷却部80可以包括：流体管83a、83b，内侧的冷却通道81a、81b中有冷却流体流动。
所述流体管83a、83b可以是内径为3.5毫米至9.5毫米、外径为5.5毫米至12毫米的大小，材质上可以由高耐热塑料、尼龙、全氟烷氧基烷烃(Perfluoroalkoxy alkane，PFA)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)材料或氨基甲酸乙酯材料组成。
关于所述流体管83a、83b的大小，当所述流体管83a、83b的外径为5.5毫米至12毫米时，若内径小于3.5毫米，则属于流体管的厚度过厚的情况，因此在导体发热时，无法向冷却流体进行顺畅的热传递，使冷却性能变差，相反，当流体管83a、83b的厚度过薄时，则观察到在反复弯曲电动车充电用电缆时，流体管83a、83b发生龟裂或由此造成的冷却流体泄露可能性增加。因此，优选在前述范围内根据材料或冷却负荷等酌情确定流体管的内径以及外径的大小。
通过所述冷却部80a、80b内侧的冷却通道81a、81b流动的冷却流体能够冷却，并且可以以能够流动的液体形态提供。冷却流体除了纯水之外，还可以是添加了乙二醇、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐等无机添加剂、防冻剂、防腐剂、高温稳定性改进剂、消泡剂或碱性添加物中的至少一个以上的形态的冷却液，可以根据电动车充电器的设置环境选择使用各种不同的液体。并且，冷却流体除了水之外，还可以将油作为基质，其中可以添加各种不同的添加物。
所述冷却部的外侧可以设置复数个导体11a、11b。所述导体11a、11b可以是整块导体，或者是由复数个导体丝组合而成的组合导体。所述导体11a、11b的材料可以由导电性优秀的铜或铜合金材料组成。
图3中图示的实施例图示了导体为组合导体时的示例，但本发明并不限于此。当导体为组合导体时，如图3所图示，可以由数十个导体丝组合而成。
而且，复数个导体可以所述冷却部80a、80b周缘横卷配置，使得其复合绞距的大小具有由沿所述冷却部周缘配置的复数个导体构成的导体层的外径的9倍至11倍。
当所述复合绞距小于9倍时，绞距(pitch)方向上的抗扭曲性大，会使柔性下降，当复合绞距大于11倍时，对弯曲应力脆弱，会使长期耐久性出现问题。
而且，所述导体层的外侧还可以设置用于包裹导体层的包带(taping)层12。
所述包带层12的外侧可以具有绝缘层13a、13b，一对电力单元的绝缘层可以是不同颜色。所述绝缘层的材料可以是合成树脂，例如可以由根据IEC62893规格的橡胶或塑料材料组成。
而且，根据本发明的电动车充电用电缆100可以在导体之间的空旷空间设置有导热材料，以使导体通电时产生的热快速传递到冷却部。
所述导热材料例如可以是导热膏(Thermal Compound)形态的材料，由于要注入于柔性的电缆的导体之间，因此需要确保一定程度的流动性。
所述导热材料的导热系数可以在0.5W/m·K以上，更优选为0.5W/m·K至5.0W/m·K左右。
观察到，若所述导热材料的导热系数小于0.5W/m·K，则冷却部的性能下降，使电缆护套温度上升，电力单元方面则可能由于局部持续性热传递导致绝缘体寿命缩短或导热材料发生老化，若大于5.0W/m·K，则电缆制造费用大增，且难以同时还满足下述的流动性或粘度条件。
所述导热材料例如可以由硅氧烷聚合物和导热金属氧化物的混合物组成，然而，可以由各种材料组成，只要有一定程度上的流动性和热传导性即可。
就用于构成需要保障一定程度上的柔性的电动车充电用电缆100的所述导热材料而言，常温(20摄氏度)下粘度优选满足103cp至106cp左右。若粘度小于103cp，则流动性太大，发生向包裹着导体层的包带层12外的流失，导致导热材料无法维持均匀填充于各导体之间的状态，使冷却效果降低，若粘度大于106cp，则电动车充电用电缆100的柔性减少，在有电缆的重复弯曲、移动的使用环境特性下，导热材料会产生龟裂等，使热传导性能变差。
如图4所图示，导热材料注入于导体或用于构成组合导体的导体丝之间，从而在导体发热时，快速收集导体的热q并传递给流动于冷却部的冷却流体，因此能进一步提升冷却性能。
即，若将导体之间的空间构成为空旷空间，则从导体的外周面向流体管方向辐射的热易于向流体管方向传递，而向其余方向辐射的热则要么可能难以向冷却部方向传递，要么热传递时间延长。
然而，当在所述导体之间填充导热材料14时，导热材料使热q的移动和传递加快，从而提升流动于冷却部的冷却流体的热交换效率。
尤其，配置于用于构成所述冷却部80的流体管的外周面的导体，虽然亦可以以圆周方向无缝配置，但是至少一部分可以间隔开配置，在这种间隔开的缝隙中填充导热材料，可以进一步放大导体所产生的热向冷却部80传递的热传递路径，从而进一步提升冷却性能。
流动于设置在所述电力单元10a、10b内部的冷却部80a、80b的冷却流体，可以在图1的充电器300中流动于流体管83a、83b，并对电力单元10a、10b和电缆接头端子等处出现的发热进行冷却之后，回收到图1的充电器300中，经冷却后，重新再循环。
因此，用于冷却所述电力单元10a、10b和电缆接头等的冷却流体，沿电力单元的冷却部80a、80b流动，并在冷却电力单元10a、10b和电缆接头之后，在电缆接头附近变更通道方向，通过设置于电力单元外侧的独立的冷却流体回收部80c回收至充电器300。
所述冷却流体回收部80c如同冷却部，可以在内部设有用于回收冷却流体的回收通道81c，可以包括用于形成回收通道81c的流体管83c。
即，图3中图示的实施例不同于下述的图5中图示的实施例，所述电力单元10a、10b设置有一对，流动于分别设在一对电力单元10a、10b内部的冷却部80a、80b内部的冷却流体，可以从所述电动车充电器向所述电缆接头的方向供应，通过一对所述冷却部80a、80b向电缆接头方向供应的冷却流体，可以通过从所述电缆接头附近向所述电动车充电器方向进行回收的冷却流体回收部80c回收。
因此，通过一对所述冷却部80a、80b供应的冷却流体的流动方向可以是同样为从电动车充电器到电缆接头的方向，冷却流体回收部80c的冷却流体的流动方向可以与之相反。
如上所述，能够通过在发热严重的各个电力单元10a、10b内部配置独立的冷却部80a、80b并且用独立的冷却流体回收部80c回收冷却流体的方法来稳定地缓解愈发高容量和高速化的充电器的发热。
并且，所述冷却流体回收部80c除了冷却流体回收功能之外，由于外接于一对电力单元10a、10b，因此在回收冷却流体的过程中，还能够提供针对电力单元10a、10b的冷却功能。
而且，用于回收冷却流体的冷却流体回收部80c可以相对于一对电力单元10a、10b配置于接地单元20的对侧，因此能够将电动车充电用电缆100内部的空旷空间最小化，提升真圆度，对减少电动车充电用电缆100的整体外径做出贡献。
所述冷却流体回收部80c可以由高耐热塑料、尼龙、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)材料或氨基甲酸乙酯材料组成。
并且，根据本发明的电动车充电用电缆100可以具有至少一个接地单元20。
用于构成所述接地单元的接地导体21亦可以构成为组合导体形态，接地绝缘层23的材料可以如同电力单元的绝缘层，由合成树脂，例如由根据IEC62893规格的橡胶或塑料等材料组成。
并且，根据本发明的电动车充电用电缆100可以具有至少一个通信单元30。
通信单元30可以包括导体31以及包裹导体的绝缘层33，亦可以包括用于包裹复数个通信单元以收尾的通信单元护套35。
所述通信单元30直径小于所述电力单元10或所述接地单元20，位于连接所述电力单元10与所述接地单元20的中心的三角形的外侧，能够将电缆直径的增加最小化，有助于电缆形成圆形。
所述绝缘层33可以由根据IEC62893规格的橡胶、塑料材料等构成，通信单元护套35亦可由根据IEC62893规格的橡胶或塑料材质等构成。
而且，如图3所图示，为了使电缆构成圆形，连接了外径相近的一对电力单元10a、10b与接地单元20的中心的三角形可以大致形成正三角形。
所述接地单元20和冷却流体回收部80c位于对侧，中间介有一对电力单元10a、10b，分别与一对电力单元10a、10b外接。
而且，所述电力单元10a、10b和所述接地单元20联合而成，使得联合绞距的大小具有所述电力单元10a、10b外径的17倍至23倍。
根据本发明的电动车充电用电缆100可以具有包裹电力单元10a、10b、所述接地单元20、通信单元30a、30b以及冷却流体回收部80c的电缆护套70。
为了防止外部冲击，所述电缆护套70可以构成为填实型。由于所述电缆护套70构成为填实型，因此无需额外的介入物，亦可实现电缆的圆形结构，能够去除电缆内的空旷空间而提升耐冲击性。
所述电缆护套70材料可以由根据IEC62893规格的橡胶或塑料材质等组成。
虽然在图3以及下述的图6和图7中图示的电动车充电用电缆的电缆护套，被图示和说明为：由填实型护套构成，但并不限于此，所述电缆护套80除了填实型之外，还可以采用单纯包覆型电缆护套。
图5图示了在电动车充电用电缆100的电力单元导体之间没有注入导热材料而构成空旷空间的比较例，以及在电力单元导体之间注入导热材料的本发明的一个实施例的通电试验结果图(graph)。
具体地，图5(a)为通过电动车充电器供应400A时的试验结果，图5(b)图示了通过电动车充电器供应500A时的试验结果。
在各比较例和实施例中所采用的电缆如下：采用用于构成冷却部的流体管内部的冷却通道的直径为4毫米、流体管的外径为6毫米的冷却部，配置于冷却部周缘的导体的直径为1.78毫米且设置有12个，电力单元的外径为13毫米。
作为流动于冷却部的冷却流体，采用了乙二醇混合物，用于构成冷却部的流体管为氟树脂，采用了全氟烷氧基烷烃(Perfluoroalkoxy alkane，PFA)材料，导体为铜材质，电力单元的绝缘层采用了乙烯丙烯(Ethylene Propylene，EPR)材料。
所述冷却流体，所述导热材料，所述流体管以及所述绝缘层的导热系数分别为0.252[W/mK]、1.0[W/mK]、0.250[W/mK]和0.286[W/mK]左右。
而且，注入于所述实施例的电力单元导体之间的导热材料为硅氧烷聚合物和导热金属氧化物的混合物。
并且，试验中采用的冷却流体在几乎整个区间中以使各个区间的温度偏差最小化的充分流量来循环，分别取30摄氏度、40摄氏度、50摄氏度三种温度的冷却流体进行了试验，并提供了充分流量使冷却流体的温度在电缆的整个试验区间中几乎维持恒定。
通过图5的试验结果可以观察到，在分别供应400A和500A电流的情况下，表面温度均与冷却流体的温度成比例，比较电动车充电用电缆100的表面温度的结果，测出：在400A供应试验中，根据冷却流体的温度，电缆表面温度出现了约8摄氏度左右的差异，在500A供应试验中，根据冷却流体的温度，电缆表面温度出现了约10摄氏度左右的温差。
前述的导热材料的导热系数为1.0[W/mK]，可以假设经加热的空气的导热系数为0.03[W/mK]左右，因此用于构成电力单元的导体之间会有30倍左右的向冷却部的热传递效率的提升，虽然在用于构成电力单元的导体之间填充导热材料时，随供应电流的大小会存在偏差，然而还是可以观察到，在采用冷却流体对导体的发热进行冷却时，可以通过附加导热材料来得到8摄氏度至10摄氏度左右的额外的冷却效果。
图6图示了根据本发明的电动车充电用电缆100的另一实施例。参照图3说明，在此省略重复的说明。
在图3中图示的实施例中，用于回收为冷却电力单元而供应的冷却流体的冷却流体回收部形成为圆形管(pipe)状，而在图6中图示的实施例中，所述冷却流体回收部80c’可以形成为有形状的填充物(shaped filler)或扇形，而非圆形管(pipe)状。
将所述冷却流体回收部80c’构成为有形状的填充物(shaped filler)或扇形，则能够确保用于回收冷却流体的充分的回收通道面积，有助于电缆保持圆形。
即，在图3中图示的实施例中，若用于构成电力单元内部的冷却部的流体管83与冷却流体回收部80c’大小相同，则用于回收由2个流体管供应的制冷剂的通道面积可能会不足。
然而，如图6所图示，将冷却流体回收部80c’构成为有形状的填充物(shapedfiller)或扇形而充分利用电缆内部的空旷空间，则能够在充分确保冷却流体的回收通道的同时，有助于电缆保持圆形。
图7图示了根据本发明的电动车充电用电缆100的另一实施例。参照图3或图6说明，在此省略重复的说明。
共同点在于，图7中图示的所述电动车充电用电缆100的内部设有一个接地单元30和一对电力单元10a、10b，电力单元10a、10b的中心分别设有冷却部80，冷却流体通过用于构成冷却部80的流体管流动，在构成电力单元的导体之间填充有导热材料，从而提升电动车充电用电缆100的冷却性能。
所采用的方法是，通过设置于一对所述电力单元10a、10b的冷却部80a、80b而从电动车充电器300侧所供应的冷却流体由某一个电力单元10a、10b的冷却部80a或冷却部80b供应，由另一个电力单元10a、10b的冷却部80b或冷却部80a来回收。
即，一个冷却部可以用作冷却流体的供应手段，另一个冷却部可以用作冷却流体的回收手段。
即，图7中图示的实施例不同于图3或图6中图示的实施例，虽然省略了用于回收冷却流体的独立的回收管，但是共同点在于，在电力单元内部设有冷却部，而且观察到，在不是调节冷却流体的供应温度和流量，或高容量或高速充电的情况下，可以提供充分的冷却性能。
而且，图3、图6和图7中图示的实施例均能够通过冷却流体和导热材料提升冷却性能，能够控制冷却流体的流量和初期供应温度等而使电缆护套的表面温度的表面温度处于目标温度，例如60摄氏度以下，能够提升电动车充电用电缆100的耐久性，防止安全事故。
参照了图3、图6和图7的根据本发明的电动车充电用电缆100，根据本发明的电动车充电用电缆100，能够用冷却流体和导热材料有效率地冷却在电动车快速充电时电动车充电用电缆100所产生的热，能够在电力单元中心部分别设置冷却部而确保稳定的冷却性能，用于构成电力单元的内部结构采用耐热性优秀的材料，能够将外部方向热传递或内部方向热传递最小化，能够减少用户的不适感或不安感，能够防止在包覆有外部护套时会发生的、内部结构的熔融等问题，更进一步地，由于在电力单元中心部设置有冷却通道，能够观察到，相比于仅在电力单元外部设有冷却部的技术，能够使电动车充电用电缆100的整体直径变得紧凑。
本文中参照本发明的优选实施例进行了说明，然而本领域普通技术人员能够在不超出下述权利要求书中记载的本发明的思想和领域的范围内，以各种不同的方式修改或变更实施本发明。因此，只要经变形的实施基本上包含本发明的权利要求书中的技术特征，则均视为属于本发明的技术范围。

Claims (21)

1.一种用于连接电动车充电器主体与电动车充电用电缆接头的电动车充电用电缆，其特征在于，包括：
冷却部，包括冷却流体在内侧流动的流体管；
复数个电力单元，包括沿所述冷却部周缘配置的复数个导体、包裹所述导体的外侧的绝缘层以及所述冷却部与所述绝缘层之间的导热材料；以及
电缆护套，包裹所述电力单元的外侧。
2.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述导热材料的粘度在常温下为103cp至106cp。
3.根据权利要求2所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述导热材料的导热系数为0.5W/m·K以上。
4.根据权利要求2所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述导热材料由硅氧烷聚合物和导热金属氧化物的混合物组成。
5.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述电力单元设置有一对，一对所述电力单元的内侧的所述冷却部的冷却流体的流动方向为相反方向。
6.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，还包括：
至少一个接地单元，在所述电缆护套的内部，具有接地导体以及包裹所述接地导体的绝缘层。
7.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述电力单元设置有一对，从所述电动车充电器向所述电缆接头的方向供应的冷却流体在一对所述冷却部流动。
8.根据权利要求7所述的电动车充电用电缆，其特征在于，还具有：
冷却流体回收部，从所述电缆接头附近向所述电动车充电器方向回收一对所述冷却部供应的冷却流体。
9.根据权利要求8所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述冷却流体回收部设置于所述接地单元的对侧，外接于一对所述电力单元。
10.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述冷却部或所述冷却流体回收部的流体管由高耐热塑料、尼龙、全氟烷氧基烷烃(Perfluoroalkoxy alkane，PFA)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)材料或氨基甲酸乙酯材料组成。
11.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述电力单元的导体是由复数个导体丝组合而成的组合导体。
12.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
构成所述电力单元的复数个导体在所述冷却部周缘横卷成其复合绞距的大小具有由沿所述冷却部周缘配置的复数个导体构成的导体层的外径的9倍至11倍。
13.根据权利要求6所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述电力单元和所述接地单元联合成其联合绞距的大小具有所述电力单元的外径的17倍至23倍。
14.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
具有至少一个通信单元，
所述通信单元包括通信用导体以及包裹所述通信用导体的绝缘层。
15.根据权利要求14所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述通信单元配置于连接所述通信单元和所述接地单元的中心的三角形的外侧，且直径小于所述电力单元或所述接地单元。
16.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
确定所述电动车充电器所供应的冷却流体的温度以及流量，使所述电缆护套的表面温度达到50摄氏度以下。
17.根据权利要求1所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述电缆护套为填实型。
18.根据权利要求3所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
所述导热材料的导热系数优选0.5W/m·K至5.0W/m·K。
19.一种用于连接电动车充电器主体与电动车充电用电缆接头的电动车充电用电缆，其特征在于，包括：
一对电力单元，所述电力单元在绝缘层内部以圆周方向配置有复数个组合导体；
一对流体管，在电动车充电器主体冷却了的冷却流体在电动车充电器与电缆接头之间以既定方向流动，所述流体管布置于所述电力单元的组合导体的内侧，用以冷却组合导体的发热；
导热材料，为了提升所述组合导体通电时产生的热朝所述流体管的方向传递的热传递效率，所述导热材料填充于构成所述电力单元的组合导体之间；以及
填实型电缆护套，包裹所述电力单元的外侧。
20.根据权利要求19所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
在设置于所述电力单元内的一对流体管中，通过第一流体管流动的冷却流体从电动车充电器向电缆接头的方向供应，通过第二流体管流动的冷却流体从电缆接头向电动车充电器的方向回收。
21.根据权利要求19所述的电动车充电用电缆，其特征在于，
通过设置于所述电力单元内的一对流体管流动的冷却流体从电动车充电器向电缆接头的方向供应，
还包括冷却流体回收部，所述冷却流体回收部位于外接于一对所述电力单元的绝缘层的位置，使从所述电缆接头附近回收的冷却流体朝所述电动车充电器方向流动。
CN202080062308.2A 2019-09-05 2020-09-04 电动车充电用电缆 Pending CN114342009A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190109891 2019-09-05
KR10-2019-0109891 2019-09-05
PCT/KR2020/011936 WO2021045560A1 (ko) 2019-09-05 2020-09-04 전기차 충전용 케이블

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114342009A true CN114342009A (zh) 2022-04-12

Family

ID=75134579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080062308.2A Pending CN114342009A (zh) 2019-09-05 2020-09-04 电动车充电用电缆

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4040451A4 (zh)
KR (1) KR102460284B1 (zh)
CN (1) CN114342009A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11400825B2 (en) * 2020-11-20 2022-08-02 GM Global Technology Operations LLC AC/DC EVSE charging system
CN115602376A (zh) * 2022-12-01 2023-01-13 天津有容蒂康通讯技术有限公司（Cn） 一种电缆组件及其泄漏检测***

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102371797B1 (ko) * 2021-08-05 2022-03-07 이동현 냉각 매체의 증발을 이용한 전기 자동차 충전 장치
KR102440542B1 (ko) * 2022-05-13 2022-09-06 (주)킴스유비큐 전기자동차 대용량 충전기용 급속 충전 케이블
KR20230159218A (ko) * 2022-05-13 2023-11-21 (주)킴스유비큐 전기자동차 대용량 충전기용 급속 충전 케이블
CN114822969B (zh) * 2022-06-02 2024-01-23 泛亚电缆有限公司 一种具有自降温功能的防火动力电缆
WO2024098250A1 (zh) * 2022-11-08 2024-05-16 远东电缆有限公司 新能源汽车用液冷大功率充电电缆及其生产工艺
WO2024106575A1 (ko) * 2022-11-18 2024-05-23 엘지전자 주식회사 충전 케이블
CN117438145A (zh) * 2023-10-25 2024-01-23 深圳市红旗电工科技有限公司 一种新能源汽车用电缆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012079631A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Abb Technology Ag High voltage electric cable
JP6145556B1 (ja) * 2016-12-09 2017-06-14 株式会社フジクラ 給電ケーブル、及びコネクタ付給電ケーブル
CN106887277A (zh) * 2017-04-08 2017-06-23 江苏晟彼特特种线缆有限公司 电动汽车充电桩冷却电缆
US20180277283A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charging cable assembly
CN108878014A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 中天科技装备电缆有限公司 一种冷却型耐高温直流充电电缆
CN209029155U (zh) * 2018-11-27 2019-06-25 深圳市沃尔核材股份有限公司 具有屏蔽功能的冷却电缆
CN110136877A (zh) * 2019-06-18 2019-08-16 远东电缆有限公司 一种液冷大功率充电桩用电缆及其生产工艺

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013099024A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Mitsubishi Motors Corp 電動車の充電方法および充電装置
US9321362B2 (en) * 2014-02-05 2016-04-26 Tesia Motors, Inc. Cooling of charging cable
JP6201069B1 (ja) * 2017-01-27 2017-09-20 株式会社フジクラ 給電ケーブル、及びコネクタ付給電ケーブル
KR20180096259A (ko) * 2017-02-21 2018-08-29 엘에스전선 주식회사 전기차 충전용 케이블
CN206574531U (zh) * 2017-03-29 2017-10-20 深圳市沃尔核材股份有限公司 一种导线及电缆
DE102018100732A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Schnellladestation mit Ladekabel und Temperiervorrichtung für das Ladekabel
CN109036694A (zh) * 2018-07-31 2018-12-18 江苏大学 一种大功率充电连接器用冷却电缆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012079631A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Abb Technology Ag High voltage electric cable
JP6145556B1 (ja) * 2016-12-09 2017-06-14 株式会社フジクラ 給電ケーブル、及びコネクタ付給電ケーブル
US20180277283A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Charging cable assembly
CN106887277A (zh) * 2017-04-08 2017-06-23 江苏晟彼特特种线缆有限公司 电动汽车充电桩冷却电缆
CN108878014A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 中天科技装备电缆有限公司 一种冷却型耐高温直流充电电缆
CN209029155U (zh) * 2018-11-27 2019-06-25 深圳市沃尔核材股份有限公司 具有屏蔽功能的冷却电缆
CN110136877A (zh) * 2019-06-18 2019-08-16 远东电缆有限公司 一种液冷大功率充电桩用电缆及其生产工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11400825B2 (en) * 2020-11-20 2022-08-02 GM Global Technology Operations LLC AC/DC EVSE charging system
CN115602376A (zh) * 2022-12-01 2023-01-13 天津有容蒂康通讯技术有限公司（Cn） 一种电缆组件及其泄漏检测***

Also Published As

Publication number Publication date
EP4040451A1 (en) 2022-08-10
KR102460284B1 (ko) 2022-10-28
KR20210029117A (ko) 2021-03-15
EP4040451A4 (en) 2023-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114342009A (zh) 电动车充电用电缆
JP7330368B2 (ja) 電気車充電用ケーブル
CN103262177B (zh) 高压电缆
US20200035382A1 (en) Power supply cable, and connector-equipped power supply cable
US20220410743A1 (en) Electric vehicle charging connector and electric vehicle charging assembly comprising same
CN111968782A (zh) 线缆组件
KR20210055001A (ko) 전기차 충전용 케이블 어셈블리
US10964450B2 (en) Power cable with enhanced ampacity
JP2012146542A (ja) ケーブル
JP6554023B2 (ja) 内部冷却ケーブル
CN114175183A (zh) 用于为电动车辆充电的大电流充电电缆
US20230030269A1 (en) Power cable assembly for a power distribution system having an integrated cooling system
CN113380451A (zh) 充电电缆
CN116959799B (zh) 一种液冷充电线缆及充电装置
CN117043893A (zh) 高压大功率液冷充电电缆
US20220242260A1 (en) Non-fluid cooled electric vehicle fast-charge cable
CN218585656U (zh) 一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置
US20230282392A1 (en) Cooled charging cable
CN114822926A (zh) 一种小线径大功率充电线缆结构和充电装置
KR102404103B1 (ko) 전기 자동차용 냉각 충전용 케이블
CN220604385U (zh) 一种大功率低温升液冷充电桩电缆
WO2023178350A1 (en) Lower loss charging cable
CN220106098U (zh) 一种新能源汽车充电枪用水冷线缆及充电枪
CN218471655U (zh) 冷却线缆及充电装置
CN219085714U (zh) 一种薄壁耐高温用电缆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination