[发明专利]用于为电动车辆充电的电动车辆充电系统

说明书

本发明涉及一种用于电动车辆高功率快速充电的液冷式电缆装置，该液冷式电缆装置包括充电连接器(1)和液冷式充电电缆(2)，其中液冷式充电电缆(2)包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体(3)和若干绝缘负导体(4)、以及内流体通道(6)和围绕内流体通道(6)的外流体通道(7)，内流体通道(6)和外流体通道(7)一起为液体冷却剂提供供应路径(8)和返回路径(9)，其中正导体(3)和负导体(4)被布置在内流体通道(6)内，其中充电连接器(1)至少包括通过第一连接元件(13)被电连接到正导体(3)的正接触件(12)和通过第二连接元件(15)被电连接到负导体(4)的负接触件(14)，其中第一连接元件(13)和第二连接元件(15)各自由导热导电材料构成并且彼此电隔离，其中第一连接元件(13)和第二连接元件(15)各自被热连接到充电电缆(2)的内通道(6)和外通道(7)，使得在充电期间在接触件(12，14)中生成的热量能够通过液体冷却剂被去除。

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆的高功率快速充电的液冷式电缆装置，该液冷式电缆装置包括充电连接器和液冷式充电电缆，其中液冷式充电电缆包括用于供应充电电流的若干绝缘正导体和若干绝缘负导体、以及内流体通道和围绕内流体通道的外流体通道，内流体通道和外流体通道一起为液体冷却剂提供供应路径和返回路径，其中正导体和负导体被布置在内流体通道内。本发明还涉及相应方法。

背景技术

对于电动车辆(EV)的高功率充电，通常使用液冷式充电装置来在充电期间提供足够的散热。这样的充电装置通常包括充电电缆，充电电缆包括多个导体和充电连接器，电源接触件位于充电电缆中。

电缆本身包括多个导体，特别是每个DC极性三个导体，另外还有一个导体提供接地连接。导体是绝缘的，以防止导电部件相互接触。由于介电或机械原因，充电电缆可以包括附加部件。

为了去除在充电电缆和充电连接器两者中由焦耳效应生成的热量，已知通过从通常位于充电桩内部或外部的冷却单元引导冷却液流通过充电电缆和连接器并且返回冷却单元来提供冷却，其中由焦耳效应提供给冷却剂的热量优选地被耗散到周围的环境空气中，或者备选地，例如被耗散到冷却水、被耗散到制冷回路、或被耗散到外部热负载作为废热利用。为此，在已知的充电电缆中，导体被布置在电缆的内部部件中，该内部部件为冷却流体提供第一冷却通道。内部部件由紧密护套包围。在护套的外侧，充电电缆包括用于冷却流体的第二通道，该第二通道再次被围绕整个电缆的护套包围。冷却流体流主要假定为被引导使得外部流体空间用于流体从充电柱流向端部连接器并且通过内部流体体积返回。然而，通常也可以提供相反取向的流体流动。

这样的液体冷却对于大电流快速EV充电器是必要的，主要是因为，液体冷却避免了对笨重的充电导体的其他必要使用，笨重的充电导体会使充电电缆非常难以处理。此外，充电电缆中的液体冷却必须被设计为满足在标准IEC62196-1中报告的条款，该条款将充电连接器中的电气端子的温度上升限制为最大50K。

例如，US 2018/0158572 A1公开了一种强电充电电缆，该电缆具有外护套、在纵向方向上延伸的多个强电芯、以及具有在纵向方向上延伸以引导冷却剂的至少一个空腔的至少一个冷却护套。

US 2009/0167078 A1公开了一种用于与电动车辆一起使用的车辆导体，包括保护管，包括在保护管中的能够供电的至少一个电线、以及在保护管中位于至少一个电线附近的冷却管。

在液冷式充电电缆中，在4m至6m的常见充电电缆长度范围内，充电电缆连接器的电源接触件与汽车插座中的配对接触件之间的接触电阻通常是导体的欧姆电阻的百分之几。因此，当以500A为EV充电时，与通过导体的长度而生成的总热量相比，在充电连接器的每个电源接触件中生成的热量可以忽略不计。然而，在现有技术中，出于成本效益的原因，电源接触件的几何形状在诸如高达200A的低功率充电电缆和当今的诸如高达500A的高功率充电电缆中没有改变。当以500A为EV充电时，即使在冷却的充电电缆中，预计沿着充电连接器中的电源接触件也会出现20℃至30℃之间的非常高的温度梯度。