WO2022259605A1 - 給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブル - Google Patents

給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブル Download PDF

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WO2022259605A1
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power supply
supply cable
heat pipe
container
connector
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PCT/JP2022/004310
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ランディープ シン
明弘 高宮
洋司 川原
剛 小川
一郎 照沼
貴博 菅
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株式会社フジクラ
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D15/043—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/22—Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a power supply cable and a power supply cable with a connector.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-097989 filed in Japan on June 11, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 a power supply cable as shown in Patent Document 1 below has been known.
  • This power supply cable has an electric wire having a conductor and a covering that covers the electric wire, and an inclusion is arranged in a gap between the electric wire and the covering.
  • the inclusions are made of a material with low thermal resistance, and can transmit heat generated by the conductor to the cover and dissipate the heat.
  • a large current of, for example, 400A or more flows through the power line. Since the temperature of the power supply cable may become high when such a large current is flowing, it is necessary to keep the temperature of the power supply cable within a predetermined range.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a power supply cable and a power supply cable with a connector that can be efficiently cooled even when a large current flows.
  • a power supply cable includes a heat pipe having a container and an insulating layer formed on the outer periphery of the container, and disposed radially outside the heat pipe, and a plurality of power lines having conductive lines.
  • the power supply cable can be efficiently cooled even when a large current flows through the conductive wire.
  • a large current of 400 A or more is applied, a conventional power supply cable that does not have a heat pipe cooling method needs to be designed with a large cable diameter, which may increase the weight of the cable.
  • the heat pipe can efficiently cool the power supply cable, the diameter and weight of the power supply cable can be reduced.
  • the cooling method using a heat pipe enables cooling of the cable without using an external auxiliary power supply. A safer cooling method can be provided because no electrical short circuit occurs due to the auxiliary power supply or the conductor for the auxiliary power supply.
  • the cable length is long, it can be appropriately cooled over the entire length as compared with the conventional cable. Since the power supply cable can be properly cooled, deterioration of the constituent materials can be prevented and the life of the product can be extended. Furthermore, since the power supply cable allows a large current to flow, the electric vehicle can be rapidly charged.
  • the heat pipe may be loop-shaped and extend from the first end and the second end of the power supply cable.
  • the heat pipe may be linear and extend from the first end and the second end of the power supply cable.
  • the plurality of power lines may have a positive potential power line used at positive potential and a negative potential power line used at negative potential.
  • the container may have a corrugated portion in which convex portions protruding radially outward and concave portions concave radially inward are alternately arranged along the longitudinal direction of the heat pipe.
  • a plurality of grooves may be formed on the inner surface of the container in the corrugated portion, and the grooves may extend spirally along the longitudinal direction of the heat pipe.
  • At least a portion of the heat pipe extending from the end of the power supply cable may have a flattened cross-sectional shape.
  • the condensing portion where the working fluid condenses in the heat pipe may be positioned higher in the vertical direction than the evaporating portion where the working fluid evaporates in the heat pipe.
  • the inner diameter of the container of the liquid phase transfer section through which the liquid phase working fluid moves may be smaller than the inner diameter of the container of the gas phase transfer section through which the gas phase working fluid moves.
  • a power supply cable with a connector includes the power supply cable described above, and a connector provided at a first end of the power supply cable and connectable to a power supply source, A connector has a connector terminal, and the connector terminal is in contact with the heat pipe extending from the power supply cable.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a power supply cable according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a power supply cable and a connector according to a first embodiment
  • FIG. It is the side view which looked at the heat pipe from the radial direction outer side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat pipe of FIG. 2 taken along line IV-IV.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a power supply cable and a connector according to a second embodiment
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a power supply cable according to a third embodiment
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a power supply cable and a connector according to a third embodiment; It is a schematic diagram for demonstrating the modification of an electric power feeding cable. It is a schematic diagram for demonstrating a different modification of an electric power feeding cable. It is a schematic diagram for demonstrating the other modification of an electric power feeding cable.
  • the power supply cable 1 includes a heat pipe 10 , multiple power lines 20 , multiple communication cords 30 , and a sheath 40 .
  • the direction along the central axis of the power supply cable 1 is called the longitudinal direction.
  • the direction perpendicular to the central axis is called the radial direction, and the direction of rotation around the central axis is called the circumferential direction.
  • the heat pipe 10 includes a wick 12, a container 13, and an insulating layer 14. As shown in FIG. The heat pipe 10 is a heat transport element that transports heat using the latent heat of the working fluid enclosed in the container 13 .
  • the container 13 is a cylindrical hollow container.
  • the container 13 is made of metal, for example.
  • Metals that constitute the container 13 include copper, steel, and aluminum.
  • a copper pipe is used as the container 13 .
  • the power supply cable 1 may be required to be easily bendable in a portion so that it can be easily routed along the wire harness inside the automobile. Therefore, as shown in FIG. 3, the container 13 of the heat pipe 10 has a corrugated portion 13a and a non-corrugated portion 13b in the longitudinal direction. In the corrugated portion 13a, the container 13 has a plurality of protrusions 13a1 protruding radially outward and a plurality of recesses 13a2 recessed radially inward. alternately formed along the
  • a corrugated shape is formed, for example, by heating and twisting a cylindrical copper tube.
  • the corrugated shape may be formed by applying pressure from the radially outer side of the cylindrical container 13 .
  • the convex portion 13a1 and the concave portion 13a2 may not be spiral and may be ring-shaped.
  • the heat pipe 10 can be bent according to the purpose.
  • an insulating layer 14 is formed on the outer peripheral surface of the container 13 .
  • the insulating layer 14 is made of an insulating material and has a thickness of about 0.1 to 0.5 mm, for example. Even if electric leakage occurs in the power supply cable 1 , the presence of the insulating layer 14 can prevent an electrical short circuit via the heat pipe 10 .
  • the insulating layer 14 is preferably made of a material with low thermal resistance. In this case, the heat generated by the conductive wire 21 can be efficiently transmitted into the heat pipe 10 .
  • a working fluid is enclosed in the internal space 11 of the container 13 .
  • the working fluid is a well-known heat transport medium capable of phase change, and changes phases within the container 13 between a liquid phase and a gas phase.
  • water, alcohol, ammonia, or the like can be used as the working fluid.
  • a refrigerant such as R134a may be employed as the working fluid.
  • the liquid-phase working fluid may be referred to as "working liquid”
  • the gas-phase working fluid may be referred to as "vapor”.
  • working fluids when the liquid phase and the gas phase are not particularly distinguished, they are simply referred to as working fluids. The working fluid is not shown.
  • a wick 12 is arranged in the container 13 .
  • the wick 12 is formed along the inner peripheral surface of the container 13 as shown in FIG. 1, for example.
  • the wick 12 may be formed only in a part of the inner peripheral surface of the container 13 in the circumferential direction and the longitudinal direction.
  • the wick 12 is formed, for example, by bundling a plurality of thin metal wires such as copper thin wires.
  • the thin copper wires are filaments extending in the longitudinal direction of the container 13 .
  • the wick 12 is, for example, a plurality of thin copper wires.
  • the outer diameter of the thin copper wire is, for example, several ⁇ m to several hundred ⁇ m.
  • a gap extending in the longitudinal direction is formed between the thin copper wires.
  • the gap is used as a liquid flow path for flowing the working fluid, and serves as a return path (hereinafter referred to as "flow path") for returning the working fluid from the condensation section C to the evaporation section E.
  • the hydraulic fluid in the channel flows longitudinally due to capillary force.
  • the wick 12 is not limited to the thin metal wire, and a metal mesh (net-like body), a sintered body of metal powder, and the like can also be used.
  • Metals that make up the wick 12 include copper, aluminum, stainless steel, and alloys thereof.
  • the wick 12 is not limited to being made of metal, and may be made of a carbon material or the like.
  • the wick 12 may be composed of fine carbon wires, carbon mesh, or the like.
  • Each power line 20 has a plurality of conductive lines 21 and an insulating coating 22 .
  • each power line 20 is formed in an arc along the outer peripheral surface of the heat pipe 10 .
  • the power supply cable 1 has two power lines 20 , and the power lines 20 are arranged so as to sandwich the heat pipe 10 on the radially outer side of the heat pipe 10 .
  • the conductive wire 21 is formed by bundling and twisting a plurality of strands.
  • a tin-plated annealed copper wire can be used as the wire constituting the conductive wire 21 . Since the plurality of conductive wires 21 are arranged in an arc along the curved surface of the outer peripheral surface of the heat pipe 10, the conductive wires 21 are evenly cooled in the circumferential direction. The number of conductive wires 21 and the number of wires included in one power line 20 can be changed as appropriate.
  • the insulating coating 22 covers the conductive wire 21 .
  • EP rubber for example, can be used as the material of the insulating coating 22 .
  • the power supply cable 1 has two power lines 20 , and each power line 20 is arranged so as to be in contact with the outer peripheral surface of the heat pipe 10 .
  • a gap extending along the recess 13a2 is formed between the heat pipe 10 and the power line 20.
  • the communication code 30 is used, for example, for communication between a vehicle, which is an object to be powered, and a power supply source.
  • the communication cord 30 is arranged radially outside the heat pipe 10 .
  • two communication cords 30 are arranged so as to sandwich the heat pipe 10 in the radial direction, and are arranged in the same position as the power line 20 in the circumferential direction.
  • the communication cords 30 and the power lines 20 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the outer diameters of the two communication cords 30 are substantially equal to each other, and equal to the thickness of the power line 20 in the radial direction.
  • the communication cord 30 has four signal lines 31 and a coating 32 that wraps the signal lines 31 .
  • the signal line 31 has a structure in which a conductor is covered with an insulating coating. In the communication cord 30, the signal line 31 is wrapped in a coating 32 while being helically twisted. Moreover, the communication cord 30 has flexibility.
  • Each signal line 31 can be used, for example, for controlling the lock mechanism of the connector 50 of the power supply cable 1, for the power line for an LED that lights up when power is supplied, and for the signal line for the temperature sensor if the connector 50 is equipped with a temperature sensor. Used. Also, part of the signal line 31 may be used as an auxiliary power supply line to the power supply object.
  • the sheath 40 covers the heat pipe 10, the power line 20, and the communication cord 30.
  • the power line 20 and the communication cord 30 may be arranged linearly along the heat pipe 10 or may be spirally wound around the heat pipe 10 .
  • the sheath 40 can be formed by, for example, extrusion molding using chloroprene rubber or the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a power supply cable 60 with a connector that includes the power supply cable 1.
  • the connector-equipped power supply cable 60 includes two power supply cables 1 and a power supply connector (hereinafter simply referred to as connector 50 ) arranged at the first end 1 a of each power supply cable 1 .
  • the power supply cable 1 of the present embodiment is arranged inside an electric vehicle (vehicle), for example, a lead cable with a connector (not shown) extending from a charging stand for an electric vehicle (electric car charging gun) and the battery 100 of the electric vehicle. It is used to electrically connect and supply power to the battery 100 .
  • the length of the power supply cable 1 in the longitudinal direction can be, for example, about 0.5 to 1.5 m, but can be changed as appropriate according to the length from the connector 50 to the battery 100 .
  • the connector 50 is arranged near the side of the vehicle, for example, and is covered with a lid (not shown) except during charging.
  • a connector 50 that can be connected to a connector of a lead cable is arranged at the first end 1a of the power supply cable 1 .
  • a power line 20 is electrically connected to a battery 100 of an object to be fed at a second end 1b of the power feeding cable 1 .
  • the object to be fed is described as the battery 100 of an electric vehicle (vehicle), but it may be another object to be fed.
  • the power line 20P of one power supply cable 1 (first power supply cable 1P) is used at a positive potential
  • the power line 20N of the other power supply cable 1 (second power supply cable 1N) is used at a negative potential.
  • the connector 50 includes multiple connector terminals 51 and a case 52 .
  • the case 52 is made of a material such as plastic, and accommodates the first end 10 a of the heat pipe 10 extending from the first end 1 a of the power supply cable 1 and the connector terminal 51 .
  • Each connector terminal 51 is electrically connected to a conductive wire 21 in the power line 20 .
  • the connector terminal 51 is a female connector having a hole into which the connector terminal of the lead cable is inserted.
  • two connector terminals 51 are arranged and connected to the power line 20P used at positive potential or the power line 20N used at negative potential.
  • the heat pipe 10 of the power supply cable 1 extends inside the connector 50 .
  • the heat pipes 10 of this embodiment are loop-shaped, and the first ends 10a of the two heat pipes 10 arranged in the two power supply cables 1P and 1N are connected to each other in the connector 50. ing. In the following description, the first ends of the two heat pipes 10 connected to each other are denoted by reference numeral 10a.
  • the corrugated portion 13a of the heat pipe 10 may be arranged, or the non-corrugated portion 13b may be arranged.
  • the two heat pipes 10 may be connected to each other by a connecting pipe (not shown). In the connector 50, the heat pipe 10 and the connector terminal 51 are in contact with each other. Thereby, the heat generated at the connector terminals 51 can be transported by the heat pipes 10 .
  • a power line 20 and a heat pipe 10 extend from the second end 1b of the power supply cable 1 .
  • the extended power line 20 is connected to the battery 100 .
  • a heat pipe 10 extending from the second end 1b of the power supply cable 1 extends to a cooling device arranged in the vehicle body, and is arranged so as to be in contact with the cooling device.
  • the cooling device in this embodiment is the cold plate 110 .
  • the extension of heat pipe 10 may be placed on the empty space of cold plate 110 for cooling battery 100 .
  • the heat pipe 10 may be arranged so as to indirectly contact the cold plate 110 . In other words, an interposition that conducts heat may be arranged between the heat pipe 10 and the cold plate 110 .
  • the cold plate 110 and the battery 100 are arranged separately in FIG. 2 , the cold plate 110 may be arranged so as to contact the battery 100 to cool the battery 100 .
  • the cold plate 110 and the battery 100 may be separated and connected by a heat transport element (other heat pipe or the like).
  • a heat transport element other heat pipe or the like.
  • the heat pipe 10 extending from the second end portion 1b of the power supply cable 1 may be partially formed with a corrugated portion 13a. This allows the heat pipe 10 to reach the cold plate 110 while being partially bent.
  • the second ends 10b of the two heat pipes 10 are connected to each other.
  • the second ends of the two heat pipes 10 connected to each other are denoted by reference numeral 10b.
  • the second ends 10b of the two heat pipes 10 may be connected to each other by a connecting pipe (not shown).
  • the heat pipe 10 has a flattened cross-sectional shape at the location where it contacts the cold plate 110, that is, the width of the surface that contacts the cold plate 110 is larger than the thickness.
  • the cross section of the container 13 is generally oval.
  • the "elliptical shape" is composed of two straight portions 10c that are parallel and face each other, and a curved convex shape (for example, a semicircular shape, an elliptical arc shape, etc.) that connects the ends of these two straight portions 10c. Shape.
  • the straight portion 10c of the heat pipe 10 is arranged in contact with the cold plate 110.
  • the contact area between the heat pipe 10 and the cold plate 110 can be increased, so that heat can be transported more efficiently.
  • the U-shaped portion of the second end 10b where the two heat pipes 10 are connected may be arranged on the cold plate 110 . In this case, even the U-shaped portion can transfer heat from the heat pipe 10 to the cold plate 110 .
  • the insulating layer 14 shown in FIG. 1 may be provided over the entire heat pipe 10 . In this case, the insulating layer 14 is sandwiched between the cold plate 110 and the container 13 and heat is transferred through the insulating layer 14 .
  • the heat pipes 10 included in the power supply cables 1P and 1N are connected to each other at the first end 10a and the second end 10b to form a loop.
  • the steam generated in the evaporator E flows through the internal space 11 toward the second end 10b of the heat pipe (the portion where the heat pipe 10 extends from the power supply cable 1), which has a lower pressure and temperature than the evaporator E. flow.
  • the working fluid generated in the condensing section C permeates into the channel of the wick 12, flows through the channel by capillary force, and is returned from the condensing section C to the evaporating section E.
  • the working fluid that has returned to the evaporating section E evaporates again in the evaporating section E.
  • the working fluid repeats a cycle of being evaporated in the evaporating section E, condensed in the condensing section C, and refluxed to the evaporating section E (heat transport cycle). Thereby, power line 20 and connector terminal 51 can be cooled.
  • the power supply cable 1 of the present embodiment includes the heat pipe 10 having the container 13 and the insulating layer 14 formed on the outer periphery of the container 13, and the heat pipe 10 disposed radially outwardly of the heat pipe 10. and a plurality of power lines 20 having Thereby, even when a large current flows through the conductive wire 21, the power supply cable 1 can be efficiently cooled.
  • a large current of 400 A or more is applied, a conventional power supply cable that does not have a heat pipe cooling method needs to be designed with a large cable diameter, which may increase the weight of the cable.
  • the heat pipe 10 can efficiently cool the power supply cable 1 of the present embodiment, the diameter and weight of the cable can be reduced.
  • the cooling method using the heat pipe 10 enables cooling of the cable without using an auxiliary power supply from the outside.
  • a safer cooling method can be provided because no electrical short circuit occurs due to the auxiliary power supply or the conductor for the auxiliary power supply.
  • the cable length is long, it can be appropriately cooled over the entire length as compared with the conventional cable. Since the power supply cable 1 can be appropriately cooled, deterioration of constituent materials can be prevented and the life of the product can be extended. Furthermore, since the power supply cable 1 allows a large current to flow, the electric vehicle can be rapidly charged.
  • the heat pipe 10 may be loop-shaped and extend from the first end 1 a and the second end 1 b of the power supply cable 1 . In this case, it is possible to suppress a rapid drop in the pressure of the steam (gas-phase working fluid). Moreover, even when the length of the heat pipe 10 or the power supply cable 1 is long (for example, 5 m or longer), the entire length of the cable can be cooled satisfactorily.
  • the container 13 has a corrugated portion 13a in which convex portions 13a1 protruding radially outward and concave portions 13a2 concave radially inward are alternately arranged along the longitudinal direction of the heat pipe 10. good.
  • the heat pipe 10 can be easily bent at the portion where the corrugated portion 13a is formed. Therefore, by forming the corrugated portion 13a on at least a part of the heat pipe 10, the power supply cable 1 and the heat pipe 10 extending from the power supply cable 1 can be easily arranged in a limited space inside the vehicle body. becomes possible.
  • At least a part of the heat pipe 10 extending from the second end 1b of the power supply cable 1 may have a flat cross-sectional shape. As a result, the contact area between the cold plate 110 and the heat pipe 10 is increased, so that heat can be exchanged efficiently.
  • a power supply cable 60 with a connector of the present embodiment includes the power supply cable 1 described above and a connector 50 provided at the first end 1a of the power supply cable 1 and connectable to a power supply source. has a connector terminal 51 , and the connector terminal 51 is in contact with the heat pipe 10 extending from the power supply cable 1 . As a result, the connector terminal 51 through which a large current flows can also be efficiently cooled.
  • FIG. 5 shows the power supply cable 1 and connector 50 according to the second embodiment.
  • the heat pipes 10 of this embodiment are linear, and differ from the first embodiment in that the heat pipes 10 extending from the ends of the two power supply cables 1 are not connected to each other. That is, the power supply cable with connector of this embodiment has two independent heat pipes 10 .
  • the heat pipe 10 extending from the first end 1a of the first power supply cable 1P is in contact with the positive side connector terminal 51, and the heat pipe 10 extending from the first end 1a of the second power supply cable 1N is , are in contact with the connector terminal 51 on the negative side.
  • the first ends 10a of the two heat pipes 10 are not connected to each other. In other words, the first ends 10a of the two heat pipes 10 are respectively arranged within the connector 50 apart from each other.
  • the heat pipe 10 extending from the second end 1b of the power supply cable 1 is flattened at the second end 10b that contacts the cold plate 110 .
  • the second ends 10b of the two heat pipes 10 are not connected to each other. In other words, the second ends 10b of the two heat pipes 10 are in contact with the cold plate 110 while being separated from each other.
  • the heat pipe 10 of this embodiment is linear and extends from the first end 1a and the second end 1b of the power supply cable 1 .
  • the heat pipe 10 can efficiently transport the heat of the conductive wire 21 and the connector terminal 51 .
  • the heat pipes 10 can be arranged more freely.
  • FIG. 6 and 7 show a power supply cable 1 and a power supply cable 60 with a connector according to the third embodiment.
  • Four power lines 20 are arranged in one power supply cable 1, two of the four power lines 20 are positive potential power lines 20P used at positive potential, and the remaining two are used at negative potential. is the negative potential power line 20N.
  • two positive potential power lines 20P are arranged on the first side surface of the power supply cable 1 (the upper side of the paper surface in FIG. 6), and the second side surface of the power supply cable 1 (the upper side of the paper in FIG. , the negative potential power line 20N is arranged on the lower side of the paper).
  • the positive potential power line 20P is connected to the connector terminal 51 on the positive side
  • the negative potential power line 20N is connected to the connector terminal 51 on the negative side.
  • the heat pipe 10 extending from the first end 1 a of the power supply cable 1 is in contact with two connector terminals 51 .
  • the heat pipe 10 extending from the second end 1b of the power supply cable 1 is flattened at a portion where it contacts the cold plate 110 .
  • the power lines 20 include the positive power lines 20P used at positive potential and the negative power lines 20N used at negative potential. Since one power supply cable 1 includes the positive potential power line 20P and the negative potential power line 20N, the power supply cable 1 can be wired even in a smaller space.
  • the capillary force generated by the wick 12 is used to move the working fluid, but the working fluid may be moved without using the wick 12 .
  • the condensation section C is positioned higher than the evaporation section E in the vertical direction, and the working fluid can be moved by gravity.
  • the condensation section C may be positioned lower than the evaporation section E in the vertical direction.
  • the condensation section C and the evaporation section E may be located at the same position in the vertical direction.
  • a plurality of grooves g are formed in the inner surface of the container 13 in the corrugated portion 13a, and the grooves g extend in the longitudinal direction of the heat pipe 10.
  • the working fluid can be moved along the longitudinal direction of the heat pipe 10 along the groove g.
  • the working fluid may be moved by generating a capillary force with the groove g.
  • a wick may not be arranged on the corrugated portion 13a.
  • the groove g of the corrugated portion 13a and the wick 12 may be combined to form a working fluid flow path. In the example shown in FIG.
  • grooves g are formed on the inner surface of the container 13 at locations corresponding to the insides of the plurality of convex portions 13a1 of the corrugated portion 13a. However, it is not limited to the example of FIG. 9, and grooves g may be formed on the inner surface of the container 13 at locations that do not correspond to the insides of the plurality of convex portions 13a1 of the corrugated portion 13a.
  • the working fluid and the steam may circulate in the same direction in the heat pipe 10 formed in a loop shape.
  • the volume of the wick 12 arranged in the portion of the heat pipe 10 where steam mainly moves may be smaller than the volume of the wick 12 placed in the portion where the working fluid mainly moves.
  • the wick 12 may not be arranged at locations where steam mainly moves.
  • the heat pipe 10 is formed in a loop shape extending from both ends of one power supply cable 1 . Inside the heat pipe 10, the working fluid circulates in the directions of arrows A1 and A2 in the figure.
  • the loop-shaped heat pipe 10 has a liquid phase transfer portion 10d in which the working liquid mainly moves from the cold plate 110 side toward the power supply cable 1, and a vapor mainly from the power supply cable 1 to the cold plate 110 side. and a moving gas phase moving part 10e.
  • the working liquid moves in the direction indicated by the arrow A1
  • the vapor phase transfer section 10e the vapor moves in the direction indicated by the arrow A2.
  • the working fluid has a much smaller volume than the working fluid in vapor form. Therefore, the diameter (inner diameter) D1 of the container 13 of the liquid phase transfer section 10d can be made smaller than the diameter (inner diameter) D2 of the container 13 of the gas phase transfer section 10e. Thereby, the diameter of the power supply cable 1 can be further reduced. If the working fluid does not circulate in one direction, the steam and the working fluid move in the same tube within the container 13 of the heat pipe 10, and their moving directions are opposite to each other. Compared to this case, in the loop-shaped heat pipe 10 shown in FIG. 10, since the steam and the working liquid move through different parts, the steam pressure loss can be reduced.
  • the amount and locations of the wick 12 arranged in the heat pipe 10 can be reduced.
  • the weight of the heat pipe 10 can be reduced, and the heat pipe 10 can be manufactured more easily.
  • the heat pipe 10 may be flattened at the first end 10 a that contacts the connector terminal 51 . Furthermore, the heat pipe 10 may be deformed according to the shape of the connector terminal 51 . Thereby, the connector terminal 51 can be cooled more efficiently.
  • the corrugated portion 13a of the heat pipe 10 may be formed over the entire length of the heat pipe 10, or may be formed only in a portion that is bent when arranged in the vehicle body.
  • the power line 20 having a plurality of conductive lines 21 and the communication cord 30 having a plurality of signal lines 31 are flexible, the power supply cable 1 having the heat pipe 10 including the corrugated portion 13a at least in part is It can be easily transformed.
  • the corrugated portion 13a may not be formed in the portion that contacts the connector terminal 51 or the cold plate 110. Since the corrugated portion 13a is not formed, it is possible to increase the area of direct contact between the heat pipe 10 and the connector terminal 51 or the cold plate 110, thereby increasing the efficiency of heat exchange. .
  • the insulating layer 14 of the heat pipe 10 is formed on the outer peripheral surface over the entire length of the heat pipe 10 . Thereby, an electrical short circuit through the heat pipe 10 can be prevented more reliably.
  • the insulating layer 14 may be separate from the heat pipe 10 and may be arranged between the heat pipe 10 and the power line 20 .

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Abstract

給電ケーブルは、コンテナおよびコンテナの外周に形成された絶縁層を有するヒートパイプと、ヒートパイプの径方向外側に配置され、導電線を有する複数の電力線と、を備える。

Description

給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブル
　本発明は、給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブルに関する。
　本願は、２０２１年６月１１日に、日本に出願された特願２０２１－０９７９８９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、下記特許文献１に示されるような給電ケーブルが知られている。この給電ケーブルは、導体を有する電線と、電線を覆う被覆部とを有し、電線と被覆部との間の隙間部分に介在物が配置されている。介在物は熱抵抗の低い材料であり、導体で発生した熱を被覆部に伝達し放熱することができる。
日本国特開２０１２－１４６５４２号公報
　給電ケーブルを用いて、電気自動車用バッテリーを急速充電する場合には、例えば４００Ａ以上の大電流が電力線内を流れる。このような大電流を流している状態では、給電ケーブルが高温になる場合があるため、給電ケーブルの温度を所定の範囲内に抑える必要がある。
　本発明はこのような事情を考慮してなされ、大電流が流れる場合でも効率よく冷却可能な給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブルを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る給電ケーブルは、コンテナおよび前記コンテナの外周に形成された絶縁層を有するヒートパイプと、前記ヒートパイプの径方向外側に配置され、導電線を有する複数の電力線と、を備える。
　上記態様によれば、導電線に大電流が流れる場合でも、給電ケーブルを効率よく冷却できる。４００Ａ以上の大電流を流す場合、ヒートパイプによる冷却方法を有さない従来の給電ケーブルではケーブル径を太く設計する必要があり、ケーブル重量が重くなる場合があった。これに対して、ヒートパイプにより効率よく冷却可能であるため上記態様の給電ケーブルではケーブルの細径化や軽量化が可能になる。
　また、ヒートパイプを用いた冷却方法は、外部からの補助電源を用いることなくケーブルの冷却が可能となる。補助電源や補助電源用の導体による電気短絡が発生することがないので、より安全な冷却方法を提供することができる。また、従来のケーブルと比較し、ケーブル長が長い場合でも、全長に亘って適切に冷却することができる。給電ケーブルを適切に冷却することができるので、構成材料の劣化を防ぎ、製品の寿命を延ばすことができる。
　さらに、給電ケーブルでは大電流を流すことが可能となるので、電気自動車を急速充電することができる。
　また、前記ヒートパイプはループ状であり、前記給電ケーブルの第１の端部および第２の端部から延出していてもよい。
　また、前記ヒートパイプは線状であり、前記給電ケーブルの第１の端部および第２の端部から延出していてもよい。
　また、複数の前記電力線は、プラス電位で使用されるプラス電位電力線とマイナス電位で使用されるマイナス電位電力線とを有していてもよい。
　また、前記コンテナは、径方向外側に突出した凸部と径方向内側に窪んだ凹部とが、前記ヒートパイプの長手方向に沿って交互に配置されたコルゲート部を有していてもよい。
　また、前記コルゲート部における前記コンテナの内面には複数の溝が形成され、前記溝は前記ヒートパイプの長手方向に沿って螺旋状に延びていてもよい。
　また、前記給電ケーブルの端部から延出した前記ヒートパイプの少なくとも一部において、断面形状が扁平に形成されていてもよい。
　また、前記ヒートパイプにおいて作動流体が凝縮する凝縮部は、前記ヒートパイプにおいて前記作動流体が蒸発する蒸発部より鉛直方向において高い位置にあってもよい。
　また、前記ヒートパイプにおいて、液相の作動流体が移動する液相移動部の前記コンテナの内径が、気相の作動流体が移動する気相移動部の前記コンテナの内径よりも小さくてもよい。
　本発明の第２の態様に係るコネクタ付き給電ケーブルは、上記の給電ケーブルと、前記給電ケーブルの第１の端部に設けられ、かつ電力供給源と接続可能であるコネクタと、を備え、前記コネクタはコネクタ端子を有し、前記コネクタ端子は前記給電ケーブルから延出した前記ヒートパイプに接している。
　本発明の上記態様によれば、大電流が流れる場合でも効率よく冷却可能な給電ケーブルおよびコネクタ付き給電ケーブルを提供することができる。
第１実施形態に係る給電ケーブルの横断面図である。 第１実施形態に係る給電ケーブルおよびコネクタの模式図である。 ヒートパイプを径方向外側から見た側面図である。 図２のヒートパイプのＩＶ－ＩＶ断面矢視図である。 第２実施形態に係る給電ケーブルおよびコネクタの模式図である。 第３実施形態に係る給電ケーブルの横断面図である。 第３実施形態に係る給電ケーブルおよびコネクタの模式図である。 給電ケーブルの変形例を説明するための模式図である。 給電ケーブルの異なる変形例を説明するための模式図である。 給電ケーブルのその他の変形例を説明するための模式図である。
（第１実施形態）
　以下、本実施形態の給電ケーブル１の構成を図面に基づいて説明する。
　図１および図２に示すように、給電ケーブル１は、ヒートパイプ１０と、複数の電力線２０と、複数の通信コード３０と、シース４０とを備えている。
（方向定義）
　本実施形態では、給電ケーブル１の中心軸線に沿う方向を長手方向という。また、中心軸線に直交する横断面視において、中心軸線に直交する方向を径方向といい、中心軸線周りに周回する方向を周方向という。
（ヒートパイプ１０）
　図１に示すように、ヒートパイプ１０は、ウイック１２と、コンテナ１３と、絶縁層１４と、を備える。ヒートパイプ１０は、コンテナ１３内に封入された作動流体の潜熱を利用して熱を輸送する熱輸送素子である。
　コンテナ１３は、円筒状の中空容器である。コンテナ１３は、例えば、金属で構成される。コンテナ１３を構成する金属としては、銅、スチール、アルミニウムなどが挙げられる。本実施形態では、コンテナ１３として銅管を用いている。
　給電ケーブル１は、自動車の中にワイヤーハーネスに沿って容易に配線できるよう、一部分において曲げ易いことが求められる場合がある。そこで、図３に示すように、ヒートパイプ１０のコンテナ１３は、長手方向において、コルゲート加工がされたコルゲート部１３ａと、コルゲート加工がされていない非コルゲート部１３ｂと、を有する。
　コルゲート部１３ａでは、コンテナ１３は、径方向外側に突出した複数の凸部１３ａ１と、径方向内側に窪んだ複数の凹部１３ａ２と、を有しており、凸部１３ａ１および凹部１３ａ２は長手方向に沿って交互に形成されている。
　図３におけるコルゲート部１３ａの複数の凸部１３ａ１および凹部１３ａ２は、筒状のコンテナ１３の外周面および内周面に沿って螺旋状に形成されている。このようなコルゲート形状は、例えば円筒状の銅の筒を加熱し捻じることにより形成される。コルゲート形状は、筒状のコンテナ１３の径方向外側から押圧を加えることで形成されてもよい。ただし、凸部１３ａ１および凹部１３ａ２は螺旋状でなくてもよく、リング状であってもよい。
　コルゲート部１３ａでは、ヒートパイプ１０を目的に応じて曲げることが可能になる。
　図１に示すように、コンテナ１３の外周面には絶縁層１４が形成されている。絶縁層１４は、絶縁性を有する材料により形成されており、例えば厚さ０．１～０．５ｍｍ程度である。給電ケーブル１において漏電が発生した場合でも、絶縁層１４があることで、ヒートパイプ１０を介した電気短絡を防ぐことができる。
　絶縁層１４は、熱抵抗の低い材料で形成されることが好ましい。この場合、導電線２１で発生した熱をヒートパイプ１０内へ効率よく伝達することができる。
　コンテナ１３の内部空間１１には、作動流体が封入されている。作動流体は、相変化することが可能な周知の熱輸送媒体であって、コンテナ１３内で液相と気相とに相変化する。作動流体としては、例えば、水、アルコール、アンモニアなどを採用できる。また、作動流体としてＲ１３４ａ等の冷媒を採用してもよい。なお、本明細書では液相の作動流体を「作動液」と称し、気相の作動流体を「蒸気」と称する場合がある。また、液相と気相とを特に区別しない場合には単に作動流体と記載する。作動流体は図示されていない。
　コンテナ１３内には、ウイック１２が配置されている。
　ウイック１２は、例えば図１に示すように、コンテナ１３の内周面に沿って形成されている。ウイック１２はコンテナ１３の内周面のうち、周方向および長手方向の一部の領域のみに形成されていてもよい。
　ウイック１２は、例えば、複数本の金属細線、例えば銅細線を束ねて形成されている。銅細線は、コンテナ１３の長手方向に延在する線条体である。ウイック１２は、例えば、複数本の銅細線である。銅細線の外径は、例えば、数μｍ～数百μｍである。
　銅細線どうしの間には長手方向に延びる隙間が形成される。その隙間は作動液を流動させる液体流路として用いられ、作動液を凝縮部Ｃから蒸発部Ｅへ還流させるための還流路（以下、「流路」という）となる。流路内の作動液は、毛管力によって長手方向に流動する。
　ウイック１２は、金属細線に限らず、金属メッシュ（網状体）、および金属粉末の焼結体なども使用できる。
　ウイック１２を構成する金属としては、銅、アルミニウム、ステンレス、これらの合金などが挙げられる。ウイック１２は、金属製に限らず、カーボン材などで構成されていてもよい。例えば、ウイック１２は、カーボン細線、カーボンメッシュなどで構成されていてもよい。
（電力線２０）
　電力線２０は、それぞれ複数の導電線２１と、絶縁被覆２２と、を有する。導電線２１には、例えば４００Ａ以上の直流電流が流れる。
　図１に示す横断面視では、各電力線２０はヒートパイプ１０の外周面に沿うように弧状に形成されている。また、給電ケーブル１は２本の電力線２０を有し、各電力線２０は、ヒートパイプ１０の径方向外側においてヒートパイプ１０を挟むように配置されている。
　導電線２１は、複数本の素線を束ねて撚ることで形成されている。導電線２１を構成する素線としては、例えば錫メッキ軟銅線を用いることができる。複数の導電線２１は、ヒートパイプ１０の外周面の曲面に沿うように弧状に配置されていので、導電線２１は、周方向において偏りなく冷却される。
　なお、１つの電力線２０が有する導電線２１および素線の本数は適宜変更可能である。
　絶縁被覆２２は、導電線２１を被覆している。絶縁被覆２２の材質としては、例えばＥＰゴムを用いることができる。
　本実施形態では、給電ケーブル１は２本の電力線２０を有し、各電力線２０は、ヒートパイプ１０の外周面に接するように配置されている。なお、図示は省略するが、ヒートパイプ１０のコルゲート部１３ａが給電ケーブル１の内部に配置されている場合には、ヒートパイプ１０と電力線２０との間に、凹部１３ａ２に沿って延びる隙間が形成されていてもよい。
（通信コード３０）
　通信コード３０は、例えば給電対象物である車両と電力供給源との間の通信に用いられる。通信コード３０は、ヒートパイプ１０の径方向外側に配置されている。図１に示す横断面図では、２本の通信コード３０が、径方向でヒートパイプ１０を挟むように配置され、周方向で電力線２０と同等の位置に配置されている。また、周方向において、通信コード３０と電力線２０とが交互に配置されている。２本の通信コード３０の外径は、互いに略同等となっており、径方向における電力線２０の厚さと同等になっている。
　通信コード３０は、４本の信号線３１と、信号線３１を包む被覆３２と、を備えている。信号線３１は、導体に絶縁被覆が被覆された構成となっている。通信コード３０内で、信号線３１は、螺旋状に撚り合わされた状態で、被覆３２に包まれている。また、通信コード３０は、可撓性を有している。
　各信号線３１は、例えば、給電ケーブル１のコネクタ５０のロック機構の制御、給電時に点灯するＬＥＤの電源線、コネクタ５０が温度センサーを備えている場合には温度センサーの信号線などの用途に用いられる。また、信号線３１の一部は給電対象物への補助給電線として使用されてもよい。
　シース４０は、ヒートパイプ１０、電力線２０、および通信コード３０を被覆している。電力線２０及び通信コード３０はヒートパイプ１０に沿って直線状に配置されていてもよいし、ヒートパイプ１０に螺旋状に巻きつけられていてもよい。シース４０は、例えばクロロプレンゴムなどを用いて、押出し成形などによって形成することができる。
　図２は、給電ケーブル１を備えたコネクタ付き給電ケーブル６０の概略図である。なお、通信コード３０の図示は省略している。
　コネクタ付き給電ケーブル６０は、２本の給電ケーブル１と、各給電ケーブル１の第１の端部１ａに配置された給電コネクタ（以下、単にコネクタ５０という）と、を備えている。
　本実施形態の給電ケーブル１は、電気自動車（車両）の内部に配置され、例えば電気自動車用の充電スタンドから延びる不図示のコネクタ付きリードケーブル（electric car charging gun）と電気自動車のバッテリー１００とを電気的に接続して、バッテリー１００に電力を供給する際に用いられる。給電ケーブル１の長手方向の長さは、例えば０．５～１．５ｍ程度とすることができるが、コネクタ５０からバッテリー１００までの長さに応じて、適宜変更できる。コネクタ５０は、例えば車両の側面近傍に配置され、充電時以外は蓋（不図示）によって覆われる。
　給電ケーブル１の第１の端部１ａには、リードケーブルのコネクタと接続可能なコネクタ５０が配置されている。給電ケーブル１の第２の端部１ｂでは電力線２０が給電対象物のバッテリー１００に電気的に接続されている。本実施形態において、給電対象物は、電気自動車（車両）のバッテリー１００として説明するが、その他の給電対象物であってもよい。
　本実施形態では、一方の給電ケーブル１（第１給電ケーブル１Ｐ）の電力線２０Ｐは、プラス電位で使用され、他方の給電ケーブル１（第２給電ケーブル１Ｎ）の電力線２０Ｎは、マイナス電位で使用される。
（給電ケーブル１の第１の端部１ａ）
　コネクタ５０は、複数のコネクタ端子５１と、ケース５２と、を備えている。ケース５２は、例えばプラスチックなどの材料で形成されており、給電ケーブル１の第１の端部１ａから延出したヒートパイプ１０の第１の端部１０ａ、およびコネクタ端子５１を収容する。
　各コネクタ端子５１は、それぞれ電力線２０内の導電線２１に電気的に接続されている。コネクタ端子５１は、リードケーブルのコネクタの端子が挿入される孔を有する雌型コネクタである。図２の例では、コネクタ端子５１は２つ配置されており、それぞれプラス電位で使用される電力線２０Ｐ、またはマイナス電位で使用される電力線２０Ｎが接続されている。
　コネクタ５０内には、給電ケーブル１のヒートパイプ１０が延出している。本実施形態のヒートパイプ１０はループ状であり、２本の給電ケーブル１Ｐ、１Ｎ内にそれぞれ配置された２本のヒートパイプ１０の第１の端部１０ａ同士が、コネクタ５０内で互いに接続されている。以降、互いに接続された２本のヒートパイプ１０の第１の端部に符号１０ａを付して説明する。
　コネクタ５０内には、ヒートパイプ１０のコルゲート部１３ａが配置されていてもよいし、非コルゲート部１３ｂが配置されていてもよい。２本のヒートパイプ１０同士は接続管（不図示）により互いに接続されていてもよい。
　コネクタ５０内において、ヒートパイプ１０とコネクタ端子５１とは接触している。これにより、コネクタ端子５１で発生した熱をヒートパイプ１０により輸送することができる。
（給電ケーブル１の第２の端部１ｂ）
　給電ケーブル１の第２の端部１ｂでは、電力線２０およびヒートパイプ１０が延出している。延出した電力線２０は、バッテリー１００に接続される。
　給電ケーブル１の第２の端部１ｂから延出したヒートパイプ１０は、車体内に配置された冷却装置まで延び、冷却装置に接するように配置される。本実施形態における冷却装置はコールドプレート１１０である。例えば、ヒートパイプ１０の延出部は、バッテリー１００を冷却するためのコールドプレート１１０の空きスペース上に配置されてもよい。なお、ヒートパイプ１０はコールドプレート１１０に間接的に接するように配置されていてもよい。つまり、ヒートパイプ１０とコールドプレート１１０との間に、熱を伝導する介在物が配置されていてもよい。
　図２では、コールドプレート１１０とバッテリー１００とが離れて配置されているが、コールドプレート１１０はバッテリー１００に接するように配置されてバッテリー１００を冷却してもよい。あるいは、コールドプレート１１０とバッテリー１００とが離れて配置され、両者が熱輸送素子（他のヒートパイプ等）によって接続されていてもよい。バッテリー１００用のコールドプレート１１０を用いてヒートパイプ１０を冷却することで、給電ケーブル１の冷却装置（ヒートシンク等）を車体の内部にさらに設置する必要がなくなるため、省スペース化が図れる。
　給電ケーブル１の第２の端部１ｂから延出したヒートパイプ１０は、部分的にコルゲート部１３ａが形成されていてもよい。これにより、ヒートパイプ１０を部分的に曲げながら、コールドプレート１１０まで到達させることができる。
　２本のヒートパイプ１０の第２の端部１０ｂ同士は互いに接続されている。以降、互いに接続された２本のヒートパイプ１０の第２の端部に符号１０ｂを付して説明する。２本のヒートパイプ１０の第２の端部１０ｂ同士は接続管（不図示）により互いに接続されていてもよい。
　図４に示すように、ヒートパイプ１０は、コールドプレート１１０と接触する箇所において、断面形状が扁平、すなわち、コールドプレート１１０に接触する面の幅が厚みより大きい形状になっている。コンテナ１３の横断面は、概略、長円形状である。「長円形状」は、平行で向かい合う２つの直線部１０ｃと、これら２つの直線部１０ｃの端部同士をそれぞれ結ぶ湾曲凸状（例えば半円状、楕円弧状など）の曲線とで構成される形状である。
　図４に示すように、ヒートパイプ１０の直線部１０ｃがコールドプレート１１０に接するように配置される。これにより、ヒートパイプ１０とコールドプレート１１０との接触面積を大きくすることができるため、より効率よく熱を輸送することができる。図２に示すように、２本のヒートパイプ１０同士が接続された第２の端部１０ｂにおけるＵ字状の部分が、コールドプレート１１０の上に配置されていてもよい。この場合、当該Ｕ字状の部分でも、ヒートパイプ１０からコールドプレート１１０に熱を輸送することができる。
なお、図１に示す絶縁層１４は、ヒートパイプ１０の全体にわたって設けられていてもよい。この場合、コールドプレート１１０とコンテナ１３との間に絶縁層１４が挟まれ、絶縁層１４を介して熱の受け渡しが行われる。
　このように、給電ケーブル１Ｐ、１Ｎにそれぞれ含まれるヒートパイプ１０は、第１の端部１０ａおよび第２の端部１０ｂにおいて互いに接続され、ループ状になっている。
［熱輸送サイクル］
　次に、ヒートパイプ１０による熱輸送サイクルについて説明する。電力線２０およびコネクタ端子５１が通電に伴い温度が上昇することにより、給電ケーブル１およびコネクタ５０近傍ではヒートパイプ１０内の作動液が蒸発する。すなわち、電力線２０およびコネクタ端子５１の近傍がヒートパイプ１０の蒸発部Ｅとなる。蒸発部Ｅでは、ウイック１２の流路内に浸透している作動液が蒸発する。
　蒸発部Ｅで生じた蒸気は、蒸発部Ｅよりも圧力および温度が低いヒートパイプの第２の端部１０ｂ側（ヒートパイプ１０が給電ケーブル１から延出した部分）へ向けて内部空間１１を流動する。ヒートパイプ１０がコールドプレート１１０に接触する部分では、蒸気の一部が凝縮する。すなわち、コールドプレート１１０に配置されたヒートパイプ１０の一部が凝縮部Ｃとなる。凝縮部Ｃで生じた作動液は、ウイック１２の流路内に浸透し、毛管力によって流路内を流動して凝縮部Ｃから蒸発部Ｅへ還流される。
　蒸発部Ｅに還流した作動液は、蒸発部Ｅにおいて再び蒸発する。作動液は、蒸発部Ｅで蒸発し、凝縮部Ｃで凝縮して蒸発部Ｅに還流するサイクル（熱輸送サイクル）を繰り返す。これにより、電力線２０およびコネクタ端子５１を冷却することができる。
　以上説明したように、本実施形態の給電ケーブル１は、コンテナ１３およびコンテナ１３の外周に形成された絶縁層１４を有するヒートパイプ１０と、ヒートパイプ１０の径方向外側に配置され、導電線２１を有する複数の電力線２０と、を備える。
　これにより、導電線２１に大電流が流れる場合でも、給電ケーブル１を効率よく冷却できる。４００Ａ以上の大電流を流す場合、ヒートパイプによる冷却方法を有さない従来の給電ケーブルではケーブル径を太く設計する必要があり、ケーブル重量が重くなる場合があった。これに対して、ヒートパイプ１０により効率よく冷却可能であるため本実施形態の給電ケーブル１ではケーブルの細径化や軽量化が可能になる。
　また、ヒートパイプ１０を用いた冷却方法は、外部からの補助電源を用いることなくケーブルの冷却が可能となる。補助電源や補助電源用の導体による電気短絡が発生することがないので、より安全な冷却方法を提供することができる。また、従来のケーブルと比較し、ケーブル長が長い場合でも、全長に亘って適切に冷却することができる。給電ケーブル１を適切に冷却することができるので、構成材料の劣化を防ぎ、製品の寿命を延ばすことができる。
　さらに、給電ケーブル１では大電流を流すことが可能となるので、電気自動車を急速充電することができる。
　また、ヒートパイプ１０はループ状であり、給電ケーブル１の第１の端部１ａおよび第２の端部１ｂから延出していてもよい。この場合、蒸気（気相の作動流体）の圧力の急激な低下を抑えることができる。また、ヒートパイプ１０や給電ケーブル１の長さが長く（例えば５ｍ以上に）なった場合でも、ケーブル全長を良好に冷却できる。
　また、コンテナ１３は、径方向外側に突出した凸部１３ａ１と径方向内側に窪んだ凹部１３ａ２とが、ヒートパイプ１０の長手方向に沿って交互に配置されたコルゲート部１３ａを有していてもよい。
　コルゲート部１３ａが形成されている部分では、ヒートパイプ１０は曲げ易くなる。このため、ヒートパイプ１０の少なくとも一部にコルゲート部１３ａを形成することで、給電ケーブル１および給電ケーブル１から延出したヒートパイプ１０を、車体の内部の限られたスペースに容易に配置することが可能になる。
　また、給電ケーブル１の第２の端部１ｂから延出したヒートパイプ１０の少なくとも一部において、断面形状が扁平に形成されていてもよい。
　これにより、コールドプレート１１０とヒートパイプ１０との接触面積が大きくなるので、効率よく熱交換できる。
　本実施形態のコネクタ付き給電ケーブル６０は、上述の給電ケーブル１と、給電ケーブル１の第１の端部１ａに設けられ、かつ電力供給源と接続可能であるコネクタ５０と、を備え、コネクタ５０はコネクタ端子５１を有し、コネクタ端子５１は給電ケーブル１から延出した前記ヒートパイプ１０に接している。
　これにより、大電流が流れるコネクタ端子５１も効率よく冷却できる。
＜第２実施形態＞
　次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図５に、第２実施形態に係る給電ケーブル１およびコネクタ５０を示す。本実施形態のヒートパイプ１０は線状であり、２本の給電ケーブル１の端部からそれぞれ延出するヒートパイプ１０同士が互いに接続されていない点が第１実施形態と異なる。つまり、本実施形態のコネクタ付き給電ケーブルは、２本の独立したヒートパイプ１０を有する。
　第１給電ケーブル１Ｐの第１の端部１ａから延出するヒートパイプ１０は、プラス側のコネクタ端子５１に接し、第２給電ケーブル１Ｎの第１の端部１ａから延出するヒートパイプ１０は、マイナス側のコネクタ端子５１に接している。
　コネクタ５０内において、２本のヒートパイプ１０の第１の端部１０ａ同士は互いに接続されていない。言い換えると、２本のヒートパイプ１０の第１の端部１０ａはそれぞれ、コネクタ５０内で互いに離れて配置されている。
　給電ケーブル１の第２の端部１ｂから延出するヒートパイプ１０は、コールドプレート１１０と接する第２の端部１０ｂにおいて、扁平に形成されている。２本のヒートパイプ１０の第２の端部１０ｂ同士は互いに接続されていない。言い換えると、２本のヒートパイプ１０の第２の端部１０ｂはそれぞれ、互いに離れた状態でコールドプレート１１０に接している。
　以上説明したように、本実施形態のヒートパイプ１０は線状であり、給電ケーブル１の第１の端部１ａおよび第２の端部１ｂから延出している。
　本実施形態では、第１実施形態と同様、ヒートパイプ１０により導電線２１およびコネクタ端子５１の熱を効率よく輸送することができる。さらに、２本のヒートパイプ１０同士が接続されていないので、ヒートパイプ１０の配置の自由度をより高めることができる。
＜第３実施形態＞
　次に、本発明に係る第３実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図６、７に、第３実施形態に係る給電ケーブル１およびコネクタ付き給電ケーブル６０を示す。
　１つの給電ケーブル１に４本の電力線２０が配置されており、４本の電力線２０のうち２本がプラス電位で使用されるプラス電位電力線２０Ｐであり、残りの２本がマイナス電位で使用されるマイナス電位電力線２０Ｎである。図６に示されているように、給電ケーブル１の第１側面側（図６における紙面上側）に２本のプラス電位電力線２０Ｐが配置されており、給電ケーブル１の第２側面側（図６における紙面下側）にマイナス電位電力線２０Ｎが配置されている。
　コネクタ５０内で、プラス電位電力線２０Ｐは、プラス側のコネクタ端子５１に、マイナス電位電力線２０Ｎはマイナス側のコネクタ端子５１にそれぞれ接続される。
　給電ケーブル１の第１の端部１ａから延出するヒートパイプ１０は、２つのコネクタ端子５１に接している。
　給電ケーブル１の第２の端部１ｂから延出するヒートパイプ１０は、コールドプレート１１０と接する箇所において扁平に形成されている。
　以上説明したように、本実施形態の給電ケーブル１では、複数の電力線２０は、プラス電位で使用されるプラス電位電力線２０Ｐとマイナス電位で使用されるマイナス電位電力線２０Ｎとを有する。
　１本の給電ケーブル１がプラス電位電力線２０Ｐとマイナス電位電力線２０Ｎとを備えているため、より小さなスペースにも給電ケーブル１を配線することが可能になる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態または実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上記の実施形態ではウイック１２が生じさせる毛管力を用いて作動液を移動させたが、ウイック１２を用いずに作動液の移動が行われるような構成になっていてもよい。
　例えば、図８に示すように、鉛直方向において、コールドプレート１１０が上側（＋Ｘ側）に配置され、コネクタ５０が下側（－Ｘ側）に配置されている場合には、ヒートパイプ１０の第２の端部１０ｂがヒートパイプ１０の第１の端部１０ａよりも上側（＋Ｘ側）に配置される。この場合、鉛直方向において、凝縮部Ｃが蒸発部Ｅより高い位置にあり、重力により作動液を移動させることができるため、ヒートパイプ１０内にウイック１２が配置されていなくてもよい。ただし、例えばウイック１２が生じさせる毛管力を用いれば、重力に逆らって作動液を移動させることも可能である。したがって、凝縮部Ｃが蒸発部Ｅより鉛直方向において低い位置にあってもよい。また、凝縮部Ｃと蒸発部Ｅとが鉛直方向において同等の位置にあってもよい。
　また、コルゲート部１３ａを長手方向に切った断面を表示する図９に示されるように、コルゲート部１３ａにおけるコンテナ１３の内面に複数の溝ｇが形成され、当該溝ｇがヒートパイプ１０の長手方向に沿って螺旋状に延びるような構成となっている場合は、溝ｇを伝って、作動液をヒートパイプ１０の長手方向に沿って移動させることができる。さらに、この溝ｇによって毛管力を生じさせることで、作動液を移動させてもよい。この場合、コルゲート部１３ａにはウイックが配置されていなくてもよい。また、コルゲート部１３ａの溝ｇとウイック１２とを組み合わせて作動液の流路が形成されてもよい。なお、図９に示す例では、コンテナ１３の内面において、コルゲート部１３ａの複数の凸部１３ａ１の内側に相当する箇所に溝ｇが形成されている。しかしながら、図９の例に限定されず、コンテナ１３の内面において、コルゲート部１３ａの複数の凸部１３ａ１の内側に相当しない箇所に溝ｇが形成されていてもよい。
　また、例えば、図１０に示すように、ループ状に形成されたヒートパイプ１０の中で、作動液および蒸気が同じ方向に循環するように移動する場合がある。この場合、ヒートパイプ１０のうち、主に蒸気が移動する箇所では、配置されるウイック１２の体積が、主に作動液が移動する箇所のウイック１２よりも小さくてもよい。もしくは、主に蒸気が移動する箇所では、ウイック１２が配置されていなくてもよい。
　図１０に示す例では、ヒートパイプ１０は、１本の給電ケーブル１の両方の端部から延出しループ状に形成されている。ヒートパイプ１０の内部で図中の矢印Ａ１、Ａ２の方向に作動流体が循環している。より詳しくは、ループ状のヒートパイプ１０は、コールドプレート１１０側から給電ケーブル１に向かって主に作動液が移動する液相移動部１０ｄと、給電ケーブル１からコールドプレート１１０側へ主に蒸気が移動する気相移動部１０ｅと、を有する。液相移動部１０ｄでは、矢印Ａ１の示す方向に作動液が移動し、気相移動部１０ｅでは、矢印Ａ２の示す方向に蒸気が移動する。
　作動液は、作動流体が蒸気となった状態よりも非常に体積が小さい。このため、液相移動部１０ｄのコンテナ１３の直径（内径）Ｄ１は気相移動部１０ｅのコンテナ１３の直径（内径）Ｄ２よりも小さくできる。これにより、給電ケーブル１をより細径化できる。
　作動流体が一方向に循環していない場合には、ヒートパイプ１０のコンテナ１３内の同一の管内で、蒸気と、作動液とが移動し、その移動方向が互いに対向することになる。この場合と比較し、図１０に示すループ状のヒートパイプ１０では、蒸気と作動液とが異なる部分を移動するため、蒸気圧力のロスを小さくすることができる。
　このように、ヒートパイプ１０の形状や配置を変更することで、ヒートパイプ１０内にウイック１２を配置する量や箇所を減らすことができる。これにより、ヒートパイプ１０の軽量化が可能になり、また、より容易にヒートパイプ１０を製造することができるようになる。
　また、ヒートパイプ１０は、コネクタ端子５１に接する第１の端部１０ａにおいて扁平になっていてもよい。さらに、コネクタ端子５１の形状に合わせて、ヒートパイプ１０を変形させてもよい。これにより、より効率よくコネクタ端子５１を冷却することができる。
　また、ヒートパイプ１０のコルゲート部１３ａは、ヒートパイプ１０の全長に亘って形成されていてもよいし、車体内に配置する際に曲げられる部分だけに形成されていてもよい。なお、複数の導電線２１を有する電力線２０、複数の信号線３１を有する通信コード３０は、可撓性を有するので、少なくとも一部においてコルゲート部１３ａを含むヒートパイプ１０を有する給電ケーブル１は、容易に変形させることができる。
　また、ヒートパイプ１０の第１の端部１０ａおよび第２の端部１０ｂにおいて、コネクタ端子５１またはコールドプレート１１０に接触する部分はコルゲート部１３ａが形成されていなくてもよい。コルゲート部１３ａが形成されていないことで、ヒートパイプ１０と、コネクタ端子５１またはコールドプレート１１０とが、直接接触する面積を大きくすることが可能となるため、熱交換の効率を高くすることができる。
　また、ヒートパイプ１０の絶縁層１４は、ヒートパイプ１０の全長に亘って外周面に形成されている。これにより、より確実にヒートパイプ１０を介した電気短絡を防ぐことができる。なお、絶縁層１４がヒートパイプ１０と別体となっており、ヒートパイプ１０と電力線２０との間に配置されていてもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１…給電ケーブル　１ａ…第１の端部　１ｂ…第２の端部　１０…ヒートパイプ　１０ａ…ヒートパイプの第１の端部　１０ｂ…ヒートパイプの第２の端部　１１…内部空間　１２…ウイック　１３…コンテナ　１３ａ…コルゲート部　１３ａ１…凸部　１３ａ２…凹部　１４…絶縁層　２０…電力線　２０Ｐ…プラス電位電力線　２０Ｎ…マイナス電位電力線　２１…導電線　２２…絶縁被覆　３０…通信コード　４０…シース　５０…コネクタ　５１…コネクタ端子　６０…コネクタ付き給電ケーブル　１００…バッテリー　１１０…コールドプレート　Ｃ…凝縮部　Ｅ…蒸発部

Claims (10)

  1. 　コンテナおよび前記コンテナの外周に形成された絶縁層を有するヒートパイプと、
    　前記ヒートパイプの径方向外側に配置され、導電線を有する複数の電力線と、を備える、給電ケーブル。
  2. 　前記ヒートパイプはループ状であり、前記給電ケーブルの第１の端部および第２の端部から延出している、請求項１に記載の給電ケーブル。
  3. 　前記ヒートパイプは線状であり、前記給電ケーブルの第１の端部および第２の端部から延出している、請求項１に記載の給電ケーブル。
  4. 　複数の前記電力線は、プラス電位で使用されるプラス電位電力線とマイナス電位で使用されるマイナス電位電力線とを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の給電ケーブル。
  5. 　前記コンテナは、径方向外側に突出した凸部と径方向内側に窪んだ凹部とが、前記ヒートパイプの長手方向に沿って交互に配置されたコルゲート部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の給電ケーブル。
  6. 　前記コルゲート部における前記コンテナの内面には複数の溝が形成され、
    　前記溝は前記ヒートパイプの長手方向に沿って螺旋状に延びている、請求項５に記載の給電ケーブル。
  7. 　前記給電ケーブルの端部から延出した前記ヒートパイプの少なくとも一部において、断面形状が扁平に形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の給電ケーブル。
  8. 　前記ヒートパイプにおいて作動流体が凝縮する凝縮部は、前記ヒートパイプにおいて前記作動流体が蒸発する蒸発部より鉛直方向において高い位置にある、請求項１から７のいずれか１項に記載の給電ケーブル。
  9. 　前記ヒートパイプにおいて、液相の作動流体が移動する液相移動部の前記コンテナの内径が、気相の作動流体が移動する気相移動部の前記コンテナの内径よりも小さい、請求項１から８のいずれか１項に記載の給電ケーブル。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の前記給電ケーブルと、
    　前記給電ケーブルの第１の端部に設けられ、かつ電力供給源と接続可能であるコネクタと、を備え、
    　前記コネクタはコネクタ端子を有し、前記コネクタ端子は前記給電ケーブルから延出した前記ヒートパイプに接している、コネクタ付き給電ケーブル。
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