本发明专利技术涉及一种用于为电动车辆进行高功率快速充电的液体冷却式电缆装置，包括：充电连接器(1)和液体冷却式充电电缆(2)，其中液体冷却式充电电缆(2)包括用于供应充电电流的多个导体(3)和用于供应和返回液体冷却剂的至少两个流体通道(4)，充电连接器(1)包括多个汇流条(6)和多个接触件(8)，每个导体(3)被电连接且被热连接到一个汇流条(6)，并且经由汇流条(6)被连接到一个接触件(8)，并且充电连接器(1)包括由导热和电绝缘材料组成的第二部分(7)，汇流条(6)被附接到该第二部分并且流体通道(4)被热连接到该第二部分，使得在充电期间在接触件(8)中生成的热量可以通过液体冷却剂移除，和/或汇流条(6)包括汇流条流体通道(10)，流体通道(4)被热连接到该汇流条流体通道，使得在充电期间在接触件(8)中生成的热量可以通过液体冷却剂移除。可以通过液体冷却剂移除。可以通过液体冷却剂移除。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为电动车辆进行充电的电动车辆充电系统
[0001]本专利技术涉及一种用于为电动车辆进行高功率快速充电的液体冷却式电缆装置，包括充电连接器和液体冷却式充电电缆，其中液体冷却式充电电缆包括用于供应充电电流的多个导体以及用于供应和返回液体冷却剂的至少两个流体通道。本专利技术还涉及一种相应方法。
技术介绍
[0002]用于为电动车辆EV进行高功率充电的液体冷却式充电电缆通常由电缆装置组成，该电缆装置包括多个导体和充电连接器，电源接触件位于其中。充电电缆中的冷却剂回路通常被设计为移除充电电缆和充电连接器中焦耳效应生成的热量。液体冷却式充电电缆被连接到冷却单元，该冷却单元通常位于充电柱内部，其中通过焦耳效应提供给冷却剂的热量优选地消散到周围环境空气中。
[0003]这种液体冷却对于大电流快速EV充电器而言是必要的，主要是因为液体冷却避免了其他必须使用笨重的充电导体，这会使充电电缆非常难以处置。更进一步地，充电电缆中的液体冷却的设计必须符合标准IEC 62196
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1中报告的条款，该条款将充电连接器中电气端子的温升限制为最大50K。因此，冷却剂通常通过充电电缆直接供应到包括充电连接器内的电源接触件的电源接触件区域，然后用于冷却返回通道中的导体。
[0004]在液体冷却式充电电缆中，在4m到6m的常见充电电缆长度范围内，充电电缆的连接器的电源接触件与汽车插座中的配合接触件之间的接触件电阻通常为导体的电阻的欧姆的百分之几。因此，当以500A为EV充电时，与通过导体的长度生成的总热量相比较，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。
[0005]在现有技术中，出于成本效益的原因，截至今天，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诸如高达500A的高功率充电电缆中没有改变。由此，当以500A为EV充电时，即使在冷却式充电电缆中，沿着充电连接器中的电源接触件预计也会出现20℃与30℃之间的非常高的温度梯度。
[0006]在现有解决方案中，电源接触件通过非常小的区域电连接(例如，压接)到导体，并且冷却剂路径围绕或嵌入该小区域内。这意味着，在现有配置中，当以高电流充电时，必须从电源接触件中移除非常大的热通量，即，除以面积的热负载。由此，当环境空气温度高于35℃至40℃时，应降低充电电流的额定值，以符合IEC 62196
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1的限制。
[0007]降低温度梯度因此降低功率接触件元件的最高温度的可能解决方案由以下各项组成：沿着通常具有郁金香(tulip)形状的功率接触件的指状部嵌入热管理设备，诸如热管。考虑到在充电电缆的使用寿命期间预期的配合循环的数目，这种解决方案可能会对热管提出特殊设计和可靠性要求。更进一步地，可更换电源接触件的设计可能非常复杂而昂贵。
[0008]另一解决方案通过沿着郁金香形指状部制造通道表示。从热管理的角度来看，这种解决方案非常有效，但它可能暗示当在低温下工作时会产生高压降，诸如低于
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25℃，并
且在高达500A的电流额定值中，没有成本效益。
[0009]为了符合IEC 62196
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1所规定的限制，在典型冷却单元中应当采用大型空气
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冷却剂热交换器和提供高冷却剂质量流量的大型泵。这样，冷却剂供应温度尽可能接近环境空气温度。在现有几何形状中的许多现有几何形状中，高流速可能暗示通过液体冷却式电缆的压降过大。另一选项是使用包括制冷剂回路的冷却单元以及更多个部件，诸如压缩机、层压阀、蒸发器，以使冷却剂的入口温度几乎与环境空气温度无关。然而，所述解决方案降低了整个液体冷却的成本效益和可靠性，因此并非优选的。
技术实现思路
[0010]因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于为电动车辆进行充电的充电连接器，其克服了前述所解释的缺陷。
[0011]本专利技术的目的通过独立权利要求的特征来解决。优选实施例在从属权利要求中进行详述。
[0012]因此，该目的通过一种用于为电动汽车进行高功率快速充电的液体冷却式电缆装置来解决，该液体冷却式电缆装置包括：
[0013]充电连接器和液体冷却式充电电缆，其中
[0014]液体冷却式充电电缆包括用于供应充电电流的多个导体和用于供应和返回液体冷却剂的至少两个流体通道，
[0015]充电连接器包括多个汇流条和多个接触件，
[0016]每个导体被电连接且被热连接到一个汇流条，并且经由汇流条被连接到一个接触件，以及
[0017]充电连接器包括由导热和电绝缘材料组成的第二部分，汇流条附接到该第二部分并且流体通道被热连接到该第二部分，使得在充电期间在接触件中生成的热量可以通过液体冷却剂移除，和/或
[0018]汇流条包括汇流条流体通道，流体通道被热连接到该汇流条流体通道，使得在充电期间在接触件中生成的热量可以通过液体冷却剂移除。
[0019]与根据现有技术已知的现有解决方案相比较，所提出的解决方案的关键点是降低了电源接触件元件的最大操作温度。因此，通过所述汇流条在充电连接器中增加了接触件与冷却剂流体之间的传热面积，从而起到散热器的作用。为此目的，接触件(也称为电源接触件)并非被直接连接到导体，而是通过例如作为金属块提供的汇流条被连接到导体。汇流条优选地由铜或铝制成。因此，汇流条的使用增加了接触件与冷却剂之间的传热面积，从而允许更高的电流速率，诸如600A，这可以在液体冷却式充电电缆的未来标准中考虑。该解决方案有利地降低了接触件电阻和热损失，同时随着时间的推移增加了接触件的耐久性。较低的温度还导致在诸如EVSE之类的充电桩中使用更可靠、更紧凑和更具成本效益的冷却单元，同时符合IEC 62196标准对充电电缆的充电连接器中的电气端子的最大温升施加的当前限制。因此，该解决方案的特点尤其在于降低电源接触件的底部的温度，也就是说，电源接触件被连接到充电连接器的其余部分的点处的温度。
[0020]所提出的用于降低接触件上的最高温度的解决方案尤其有利于三个主要原因。首先，由于接触件的电阻随温度而增加，所以接触件的较低温度暗示由于焦耳效应而导致的
较低热损失。其次，较低的最高操作温度提高了接触件的可靠性和耐用性，这些接触件必须经受住大量的配合循环。最高操作温度越高，接触件的铜就随着时间的推移而变得越软。如果接触件的材料变软，则其弹性行为会受到影响，并且充电期间设有电动车辆插座的插脚的接触件会变得更弱。这反过来又增加了电阻和热损耗。第三，在高环境空气温度下，无需性能降级。该解决方案可以与电介质流体一起使用，也可以用于安全使用通常比电介质流体具有更好热特性的导电流体。
[0021]液体冷却式电缆装置可以用作电动车辆供应设备EVSE的一部分，其还称为电动车辆EV、充电站、电再充电点、充电点、充电点、充电桩或电子充电站ECS。EVSE是基础设施中的元件，其供应电能用于为电动车辆(包括电动汽车、社区电动车辆和插电式混合动力车)再充电。EVSE通常符合电动车辆快速充电的标准，诸如根据US和欧盟E本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于为电动汽车进行高功率快速充电的液体冷却式电缆装置，包括：充电连接器(1)和液体冷却式充电电缆(2)，其中所述液体冷却式充电电缆(2)包括用于供应充电电流的多个导体(3)、以及用于供应和返回液体冷却剂的至少两个流体通道(4)，所述充电连接器(1)包括多个汇流条(6)和多个接触件(8)，每个导体(3)被电连接且被热连接到一个汇流条(6)，并且经由所述汇流条(6)连接到一个接触件(8)，并且所述充电连接器(1)包括由导热和电绝缘材料组成的第二部分(7)，所述汇流条(6)被附接到所述第二部分，并且所述流体通道(4)被热连接到所述第二部分，使得在充电期间在所述接触件(8)中生成的热量能够通过所述液体冷却剂移除，和/或所述汇流条(6)包括汇流条流体通道(10)，所述流体通道(4)被热连接到所述汇流条流体通道(10)，使得在充电期间在所述接触件(8)中生成的热量能够通过所述液体冷却剂移除。2.根据前述权利要求所述的液体冷却式电缆装置，其中所述充电连接器(1)包括第一部分(5)，所述第一部分(5)被连接到所述液体冷却式充电电缆(2)，并由所述导体(3)和所述流体通道(4)交叉。3.根据前述权利要求中任一项所述的液体冷却式电缆装置，其中所述汇流条(6)垂直于所述导体(3)和所述接触件(8)延伸，和/或其中所述导体(3)和所述接触件(4)被布置为通过所述汇流条(6)彼此垂直移位。4.根据前述权利要求中任一项所述的液体冷却式电缆装置，包括所述第二部分(7)，并且其中所述第二部分(7)包括第二流体通道(11)，所述第二流体通道(11)被布置在所述第二部分(7)内，并且被连接到所述流体通道(4)以用于输送所述液体冷却剂。5.根据前述权利要求中任一项所述的液体冷却式电缆装置，包括所述第二部分(7)，并且所述液体冷却剂在所述流体通道(4)中流动，其中所述冷却剂为导电流体。6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的液体冷却式电缆装置，包括所述汇流条流体通道(4)，并且所述液体冷却剂在所述流体通道(4)中流动，其中所述冷却剂为电介质流体。7.根据前述权利要求中任一项所述的液体冷却式电缆装置，其中所述汇流条(6)被钎焊、胶合和/或机械地连接到所述第二部分(7)。8.根据前述权利要求中任一项所述的液体冷却式电缆装置，其中所述导体(3)被压接和/或焊接到所述汇流条(6)，和/或其中接触件(8)通过推入机构、通过螺纹连接和/或通过焊接被连接到所述汇流...
【专利技术属性】
技术研发人员：马泰奥，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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