本发明涉及充电,特别涉及一种充电线缆、充电枪组件以及充电设备。
背景技术:
1、随着新能源汽车、evtol(electric vertical takeoff and landing,电动垂直起降飞行器)、新能源船舶等以电能为主要动力的电动交通工具的普及,充电桩等充电设备有着越来越重要的作用和越来越高的指标,如充电速度要求不断提升。
2、相关技术中,充电桩的充电线缆在对电动交通工具的电池包快速充电的过程中会产生大量的热量,从而影响了充电速度。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种充电线缆、充电枪组件以及充电设备,旨在解决相关技术中充电线缆产生大量热量而影响充电速度的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提出的一种充电线缆,包括:
3、至少一个线芯组,线芯组包括至少一个线芯以及套装于至少一个线芯径向外侧的绝缘层,且相邻线芯组之间具有间隙;
4、套装于所有线芯组的径向外侧的保护层,且保护层与线芯组之间间隔开;以及
5、线缆相变模块,线缆相变模块填充于线芯组与保护层之间的间隙以及相邻线芯组之间的间隙内,线缆相变模块内限定出至少一个沿充电线缆的布线方向延伸且贯穿充电线缆的流体管道,且线缆相变模块的材质包括相变材料。
6、在一实施例中,线缆相变模块包括沿充电线缆的布线方向依次间隔设置的多个第一子相变填充体,且第一子相变填充体具有第一贯穿孔,以使多个第一子相变填充体中任意相邻两个第一子相变填充体之间的空腔均通过第一贯穿孔连通以形成流体管道。
7、在一实施例中,线缆相变模块内设置有至少两个流体管道,且至少两个流体管道中两个流体管道为一组,一组流体管道中的一者为进液管,另一者为出液管;
8、其中,线缆相变模块包括沿充电线缆的布线方向依次间隔设置的多个第二子相变填充体,且第二子相变填充体具有第二贯穿孔,以使多个第二子相变填充体中任意相邻两个第二子相变填充体之间的空腔均通过第二贯穿孔连通以形成进液管,且线缆相变模块内设置有管件结构的出液管。
9、在一实施例中,出液管的材质为高分子保温隔热材料。
10、在一实施例中,出液管被构造为薄壁金属管,薄壁金属管的壁厚为b,b满足:0.3mm≤b≤1mm。
11、在一实施例中,流体管道包括两组,每组流体管道包括至少一个流体管道,两组流体管道对称且间隔设置于充电线缆的一轴向平面的两侧;
12、在充电线缆的径向所在平面上,所有线芯组分散布设于保护层内除流体管道之外的区域。
13、在一实施例中,至少一个线芯组包括电池充电正极线、电池充电负极线、低压辅助正极线、低压辅助负极线、第一通讯线、第二通讯线、第一充电连接线、第二充电连接线、接地线、应急电源正极线、应急电源负极线、第一应急电源通信线、第二应急电源通信线以及应急电源接地线。
14、在一实施例中,电池充电正极线和电池充电负极线沿第一方向彼此对称且间隔设置于充电线缆的中心轴线的两侧;
15、在充电线缆的径向所在平面上,低压辅助正极线、低压辅助负极线、第一通讯线、第二通讯线、第一充电连接线、第二充电连接线以及接地线中一部分设置于电池充电正极线的径向外侧区域,另一部分设置于电池充电负极线的径向外侧区域;
16、应急电源正极线和应急电源负极线均设置于电池充电正极线和电池充电负极线之间,且应急电源正极线和应急电源负极线沿第二方向彼此对称且间隔设置于中心轴线的两侧;在充电线缆的径向所在平面上,第二方向为轴向平面的方向,且第一方向垂直于第二方向;
17、第一应急电源通信线、第二应急电源通信线和应急电源接地线的一部分设置于中心轴线与电池充电正极线之间,另一部分设置于中心轴线与电池充电负极线之间。
18、在一实施例中,保护层被构造为金属层、塑料层或者带金属编织网的塑料层。
19、在一实施例中,相变材料为固态-固态相变材料。
20、第二方面,本发明还提供了一种充电枪组件,包括:
21、充电枪头;以及
22、充电线缆,充电线缆与充电枪头连接,且充电线缆被构造为如上文的充电线缆。
23、在一实施例中,充电枪头具有流体接口;
24、其中,充电线缆的至少部分流体管道与流体接口连通。
25、在一实施例中,流体接口至少有两个;充电枪头包括:
26、枪头主体,枪头主体内具有进液冷却腔与出液冷却腔,至少一流体接口与进液冷却腔连通,至少一流体接口与出液冷却腔连通;以及
27、充电端子,充电端子设置于枪头主体,且充电端子贯穿进液冷却腔或者出液冷却腔以与对应的线芯组连接,或者充电端子延伸至进液冷却腔内或者出液冷却腔内与对应的线芯组连接;
28、其中,至少部分流体管道中的流体管道两两一组,每组流体管道中一流体管道与进液冷却腔连通,另一流体管道与出液冷却腔连通。
29、在一实施例中,除至少部分流体管道之外的其余流体管道两两一组,其每组其余流体管道中,一其余流体管道靠近充电枪头的一端与另一其余流体管道靠近充电枪头的一端连通。
30、在一实施例中,充电枪头包括:
31、枪头主体,枪头主体内具有枪头冷却腔以及至少两个流体流经通道,流体流经通道的一端与流体接口连通,流体流经通道的另一端与至少部分流体管道中的流体管道连通;以及
32、充电端子,充电端子设置于枪头主体,且充电端子贯穿枪头冷却腔与线芯组连接,或者充电端子延伸至枪头冷却腔内与线芯组连接;
33、其中,每组其余流体管道中,一其余流体管道靠近充电枪头的一端通过枪头冷却腔与另一其余流体管道靠近充电枪头的一端连通。
34、在一实施例中,流体管道供绝缘换热流体流经。
35、在一实施例中,绝缘换热流体的材质为去离子水、电子氟化液、碳氢化合物、酯类或硅油类。
36、第三方面,本发明还提供了一种充电设备,包括热管理模块;以及如第二方面的充电枪组件,且充电枪组件的流体管道与热管理模块连通。
37、相较于普通线缆使用塑料或者高分子材料作为填充物,本发明的技术方案通过将充电线缆的填充物构造为相变材料材质的线缆填充模块,由于相变材料可吸收热量,从而有效降低充电线缆的温度,避免充电线缆于充电时发生过热的现象。
38、此外,本发明技术方案在线缆相变模块内还设置有供冷却液流通的流体管道。如此,在冷却液流经流体管道的过程中,冷却液可以对线缆相变模块进行冷却,从而通过带走热量的方式提高线缆相变模块的蓄热能力,使得线缆相变模块可以吸收更多线芯散发的热量。即在相同截面积的情况下,充电线缆单位时间的温升更小。如此,在充电枪的充电功率确定即发热量确定的前提下,可以通过更少量的相变材料实现对充电线缆的冷却目的,从而可以减少充电线缆的外径以及减少充电线缆的重量。换言之,通过上述方式充电线缆可以支持更大功率的充电,进而可进一步提高快充速度。
39、此外,本发明的充电线缆中的线芯还包括为低压应急电源充电所需的应急电源正极线、应急电源负极线、第一应急电源通信线、第二应急电源通信线以及应急电源接地线等线芯组,从而还可以提供对应急充电电源的充电功能。
40、此外,相对于风冷和传统液冷板式冷却,本发明的冷却液为绝缘换热流体,可以对线芯和充电端子等采用浸没式冷却,其散热面积更大、散热效果更好,因此可支持更大的充电功率。
41、此外,充电线缆的相变材料为分段设置,显著减轻了线缆重量。
1.一种充电线缆,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的充电线缆,其特征在于,所述线缆相变模块包括沿所述充电线缆的布线方向依次间隔设置的多个第一子相变填充体,且所述第一子相变填充体具有第一贯穿孔,以使多个所述第一子相变填充体中任意相邻两个所述第一子相变填充体之间的空腔均通过所述第一贯穿孔连通以形成所述流体管道。
3.如权利要求1所述的充电线缆,其特征在于,所述线缆相变模块内设置有至少两个所述流体管道,且至少两个所述流体管道中两个所述流体管道为一组,一组所述流体管道中的一者为进液管,另一者为出液管;
4.如权利要求3所述的充电线缆,其特征在于,所述出液管的材质为高分子保温隔热材料;或者,所述出液管被构造为薄壁金属管,所述薄壁金属管的壁厚为b,b满足:0.3mm≤b≤1mm。
5.如权利要求1所述的充电线缆,其特征在于,所述流体管道包括两组,每组所述流体管道包括至少一个所述流体管道,两组所述流体管道对称且间隔设置于所述充电线缆的一轴向平面的两侧;
6.如权利要求5所述的充电线缆,其特征在于,所述至少一个线芯组包括电池充电正极线、电池充电负极线、低压辅助正极线、低压辅助负极线、第一通讯线、第二通讯线、第一充电连接线、第二充电连接线、接地线、应急电源正极线、应急电源负极线、第一应急电源通信线、第二应急电源通信线以及应急电源接地线。
7.如权利要求6所述的充电线缆,其特征在于,所述电池充电正极线和所述电池充电负极线沿第一方向彼此对称且间隔设置于所述充电线缆的中心轴线的两侧;
8.如权利要求1所述的充电线缆,其特征在于,所述保护层被构造为金属层、塑料层或者带金属编织网的塑料层。
9.如权利要求1至8任一项所述的充电线缆,其特征在于,所述相变材料为固态-固态相变材料。
10.一种充电枪组件,其特征在于,包括:
11.如权利要求10所述的充电枪组件,其特征在于,所述充电枪头具有流体接口;
12.如权利要求11所述的充电枪组件,其特征在于,流体接口至少有两个;
13.如权利要求11所述的充电枪组件,其特征在于,除所述至少部分流体管道之外的其余流体管道两两一组,且每组所述其余流体管道中,一所述其余流体管道靠近所述充电枪头的一端与另一所述其余流体管道靠近所述充电枪头的一端连通。
14.如权利要求13所述的充电枪组件,其特征在于,所述充电枪头包括:
15.如权利要求10至14任一项所述的充电枪组件,其特征在于,所述流体管道供绝缘换热流体流经;所述绝缘换热流体的材质为去离子水、电子氟化液、碳氢化合物、酯类或硅油类。
16.一种充电设备,其特征在于,包括:
