CN218768857U - 一种轻量化屏蔽液冷充电电缆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种轻量化屏蔽液冷充电电缆，其包括护套管、及设置在护套管内的两个线芯包，每个线芯包包括绝缘套、设置在绝缘套内侧的云母带层、及设置在云母带层内的液冷管和至少一个导体；线芯包呈类半圆形结构，两个线芯包对接形成类圆形结构以收容在护套管内，使得电缆的外径尺寸更小，质量更轻便，具有极佳高效的瞬时大电流工作下的冷却功能，满足瞬时大电流600A正常运行，且外径不大于27.0mm，冷却液位于液冷管中，使得冷却液和导体不接触，且导体未直接包覆在绝缘材料内，使得搭接接口的难度小。

Description

一种轻量化屏蔽液冷充电电缆

技术领域

本实用新型涉及一种轻量化屏蔽液冷充电电缆，属于充电电缆技术领域。

背景技术

液冷电缆是通过循环冷却液冷却，保证电缆在低温下使用，不仅有利于保护液冷电缆周围的敏感电子元器件，还极大的提升电缆的载流能力，减小电缆截面和重量，省去庞大的升降压设备或降温装置，降低设备空间及使用和维护成本，为实现小型化高功率的电力传输提供了一种新的解决方案。因此液冷电缆在电动车行业和超算行业等需求大功率传输具有非常重要的意义。

现有液冷线缆采用常规圆形结构搭配液冷管进行设计。针对传统结构成品外径相对较大，在现状轻量化的逐渐驱动和推动下，传统的液冷结构线缆相比之下有很多弊端，其成品外径较大，导致成品整体重量相对较大，冷却的效果不好，针对温升等测试性能不满足，且搭接接口的难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轻量化屏蔽液冷充电电缆，其外径尺寸小，质量更轻便，具有极佳高效的瞬时大电流工作下的冷却功能，搭接接口的难度小。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种轻量化屏蔽液冷充电电缆，包括：

护套管；

两个线芯包，设置在所述护套管内；

其中，每个所述线芯包包括绝缘套、设置在所述绝缘套内侧的云母带层、及设置在所述云母带层内的液冷管和至少一个导体；

所述线芯包呈类半圆形结构，两个所述线芯包对接形成类圆形结构以收容在所述护套管内。

进一步地，所述线芯包的宽度不大于20.86mm，高度不大于10.9mm；所述轻量化屏蔽液冷充电电缆的外直径不大于27.0mm。

进一步地，所述导体包括若干第一导体和若干第二导体，所述若干第一导体斜包在所述液冷管的外周，所述若干第二导体贴合在所述液冷管的外周设置且和所述液冷管绞合。

进一步地，所述液冷管的外壁包覆有铜带，所述铜带设置在所述液冷管和所述第二导体之间。

进一步地，所述护套管包括由内向外依次设置的隔热带和外护套。

进一步地，所述隔热带的材料为铝箔玻纤布。

进一步地，所述护套管还包括设置在所述隔热带内侧的编织层。

进一步地，所述编织层的材料为镀锡铜。

进一步地，所述护套管还包括设置在所述编织层内侧的屏蔽层，所述屏蔽层为包括聚酯带、及设置在聚酯带外侧的铝箔。

进一步地，所述轻量化屏蔽液冷充电电缆还包括至少一个信号线，所述信号线设置在所述护套管和所述线芯包之间。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所示的轻量化屏蔽液冷充电电缆，两个呈类半圆形结构的线芯包对接形成类圆形结构以收容在护套管内，使得电缆的外径尺寸更小，质量更轻便，具有极佳高效的瞬时大电流工作下的冷却功能，满足瞬时大电流600A正常运行，且外径不大于27.0mm，冷却液位于液冷管中，使得冷却液和导体不接触，且导体未直接包覆在绝缘材料内，使得搭接接口的难度小。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所示的轻量化屏蔽液冷充电电缆的结构示意图。

图2为图1中所示的轻量化屏蔽液冷充电电缆的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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。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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参见图1和图2，本申请一实施例所示的轻量化屏蔽液冷充电电缆100，其包括护套管1、及设置在护套管1内的两个线芯包2。

两个线芯包2的结构完全相同，其中一个线芯包2作为正极，另一个线芯包2作为负极。每个线芯包2都包括绝缘套21、设置在绝缘套21内侧的云母带层22、及设置在云母带层22内的液冷管23和至少一个导体24。

线芯包2呈类半圆形结构，两个线芯包2对接形成类圆形结构以收容在护套管1内，从而使得电缆100的外径尺寸更小，空间布局更加合理，质量更轻便。

导体24包括若干第一导体241和若干第二导体242，若干第一导体241斜包在液冷管23的外周，若干第二导体242贴合在液冷管23的外周设置且和液冷管23绞合，提高线芯包2的稳定性。

本实施例中，导体24为铜导体，但不仅限于此，还可为其他导电导体，在此不一一列举。

第一导体241为铜丝，具体的可以为六类软铜丝。第二导体242为复合多股束丝六类软铜丝，第二导体242的截面尺寸可以不同，也就是第二导体242可具有多个不同截面尺寸，从而充分利用线芯包2内的空间。本实施例中，第二导体242设置有四个，其中两个的截面尺寸较大，另外两个的截面尺寸较小。四个第二导体242贴合围设在液冷管23的外周，以和液冷管23尽可能多的抵接。第一导体241和第二导体242产生的热量尽可能多地传递至液冷管23中的冷却液中，并被流动的冷却液将热量带出，达到降温的效果，提高液冷管23对热量的冷却效果。

不同截面尺寸的第二导体242使得线芯包2的空间布局合理，在线芯包2的截面尺寸尽可能小的前提下，保证导体24的截面尺寸，从而保证电缆100的充电电流。第二导体242的具体尺寸根据实际空间布局进行设置，在此不具体限定。

本实施例中，先将液冷管23外斜包第一导体241，再和所有第二导体242绞合，并进行紧压成类半圆形结构，然后在类半圆形结构外周包绕云母带层22，从而能够稳定维持线芯包2的类半圆形的形状，防止导体24和液冷管23松散，同时云母带层242也能起到防火阻燃的作用。

在云母带的外周设置绝缘套21，以将两个纤芯包内的导体24绝缘。

本实施例中，第一导体241和第二导体242未直接包覆在绝缘材料中，而是在所有的第一导体241和第二导体242的最外周包覆绝缘套21，使得第一导体241和第二导体242可直接接触液冷管23，从而在同样的充电电流下，减小了第一导体241和第二导体242的外径尺寸，从而减小电缆100的外径尺寸。同时，在电缆100外接接口时，无需剥开每一个导体24的绝缘皮操作，可直接对每个导体24进行对接操作，操作简单。

另外，液冷管23的外壁包覆有铜带25，铜带25设置在液冷管23和第二导体242之间。也就是，先在液冷管23的外壁先绕包铜带25后，再进行斜包铜丝。

铜带25的热传导性能好，能够加速热量的传导。铜带25能够使得第一导体241和第二导体242产生的热量均匀地且更高效率地传递至液冷管23内的冷却液中，并被流动的冷却液将热量带出，达到降温的效果，提高液冷管23对热量的冷却效果。

两个液冷管23里面的液体是同进同出的液体，分别有循环流动冷却液流通。铜带25包裹在液冷管23主体外层能迅速实现导体24与冷却液热交换，最终达到避免大电流大功率通过线芯发生过热现象的目的。液冷管23中的冷却液可以是纯净水、变压器油、变压器硅油、氟化液等，在此不做具体限定，根据实际需要进行设置即可。冷却液分别在两个液冷管23内循环流动，以将热量及时带走。

现有技术中，液冷管23的管材的导热系数较小，通常都在0.2～0.3w/(m.k)，传导热量的效率较低。而本申请的液冷管23的管材的导热系数较高，且硬度较高，可以在线缆实际生产中，便于绞合不被压扁，同时针对液冷管23材的性能，满足液冷充电桩标准IEC62893-4-2的要求。

具体的，本实施例中，液冷管23的管材的材料以重量份数计，包含以下组分：

聚乙烯：30-70份；

乙烯-α-烯烃共聚物：5-20份；

乙烯-乙酸乙酯共聚物：3-10份；

聚乙烯相容剂：3-10份；

导热填料：60-120份；

润滑剂：1-2份；

抗氧剂：0.6-2.5份；

交联剂：1.5-3.5份；

其中，导热材料为氧化铝/碳纳米管复合材料，且氧化铝/碳纳米管复合材料的具体组成为氧化铝3份，碳纳米管7份。。

该液冷管23的管材的导热系数为1.0～1.2w/(m.k)；耐温度范围为-40℃-150℃；在175℃温度下加热168h，抗张强度和断裂伸长率变化率为≤±30％；浸入到冷却液中并在120℃温度下加热168h，抗张强度和断裂伸长率变化率为≤±25％；浸入到冷却液中并在120℃温度下加热1000h，抗张强度和断裂伸长率变化率为≤±40％。

导热系数较高的液冷管23能够将导体24产生的热量高效率传递至流动的冷却液中，被及时带动，保证电缆100的稳定且长时间工作。

本实施例的电缆100具有更好的冷却功能，可以满足600A大电流充电使用，且在同功率下外径最小。其中，线芯包2的宽度a不大于20.86mm，高度b不大于10.9mm，轻量化屏蔽液冷充电电缆100的外直径不大于27.0mm，从而质量较小。本实施例中，线芯包2的宽度a为20.86mm，高度b为10.9mm，电缆100外直径为26.3mm。

本实施例中，冷却液与导体24采用分体结构，两者不接触，安全可靠，方便与冷却装置对接。同时，呈上述，导体24外周未直接包覆绝缘材料，也降低对接的难度，解决电缆100在对接时难度大和成本大的问题。

护套管1包括由内向外依次设置的隔热带11和外护套12。隔热带11的设置能够有效保护液冷电缆100内部结构稳定，防止液冷电缆100产生的热量传导到外护套12外，对其它用电设备产生影响，有效避免起火现象的发生。隔热带11的材料为铝箔玻纤布，具有更好的隔热和阻燃的功能，将导体24产生的热量更好的留存在线芯包2中，保证实际温升测试，以及外护套12表面温度不超过60℃。

外护套12的材料可以为TPU等，在此不做具体限定。

在一实施例中，护套管1还包括设置在隔热带11内侧的编织层13。

编织层13的材料为镀锡铜，也就是由镀锡铜丝编织而成，其为现有技术，在此不再赘述，编织层13既能起到屏蔽效果，又能作为PE端接地线泄流，避免漏电时对人体的伤害。

在另一实施例中，护套管1还包括设置在编织层13内侧的屏蔽层14，屏蔽层14为包括聚酯带、及设置在聚酯带外侧的铝箔。屏蔽层14的设置一方面能够有效屏蔽内部导体24产生的对外部的电磁干扰，达到大功率电缆100EMC要求，另一方面也能够屏蔽外部信号对电缆100内部产生电磁干扰。此外，因聚酯带的导热系数较低，也起到隔热作用。

轻量化屏蔽液冷充电电缆100还包括至少一个信号线3，信号线3设置在护套管1和线芯包2之间。本实施例中，信号线3设置有两个，信号线3起到电缆100传输时采集信号的作用。信号线3包括线芯31及包覆在线芯31外周绝缘层32，其结构为现有技术，在此不再赘述。

综上，本实用新型所示的轻量化屏蔽液冷充电电缆，两个呈类半圆形结构的线芯包对接形成类圆形结构以收容在护套管内，使得电缆的外径尺寸更小，质量更轻便，具有极佳高效的瞬时大电流工作下的冷却功能，满足瞬时大电流600A正常运行，且外径不大于27.0mm，冷却液位于液冷管中，使得冷却液和导体不接触，且导体未直接包覆在绝缘材料内，使得搭接接口的难度小，并且符合环保要求，低烟无卤，遵循环保型产品发展理念。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，包括：

护套管；

两个线芯包，设置在所述护套管内；

其中，每个所述线芯包包括绝缘套、设置在所述绝缘套内侧的云母带层、及设置在所述云母带层内的液冷管和至少一个导体；

所述线芯包呈类半圆形结构，两个所述线芯包对接形成类圆形结构以收容在所述护套管内。

2.如权利要求1所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述线芯包的宽度不大于20.86mm，高度不大于10.9mm；所述轻量化屏蔽液冷充电电缆的外直径不大于27.0mm。

3.如权利要求1所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述导体包括若干第一导体和若干第二导体，所述若干第一导体斜包在所述液冷管的外周，所述若干第二导体贴合在所述液冷管的外周设置且和所述液冷管绞合。

4.如权利要求3所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述液冷管的外壁包覆有铜带，所述铜带设置在所述液冷管和所述第二导体之间。

5.如权利要求1所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述护套管包括由内向外依次设置的隔热带和外护套。

6.如权利要求5所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述隔热带的材料为铝箔玻纤布。

7.如权利要求5所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述护套管还包括设置在所述隔热带内侧的编织层。

8.如权利要求7所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述编织层的材料为镀锡铜。

9.如权利要求7所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述护套管还包括设置在所述编织层内侧的屏蔽层，所述屏蔽层为包括聚酯带、及设置在聚酯带外侧的铝箔。

10.如权利要求1所述的轻量化屏蔽液冷充电电缆，其特征在于，所述轻量化屏蔽液冷充电电缆还包括至少一个信号线，所述信号线设置在所述护套管和所述线芯包之间。

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