一种高柔性液冷大功率充电电缆、冷却管及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高柔性液冷大功率充电电缆、冷却管及制备方法，涉及电动汽车用充电电缆技术领域；本发明专利技术的高柔性液冷大功率充电电缆，由内及外依次包括成缆、绕包层、铜丝编织层、护套层；所述成缆包括缆芯以及紧靠缆芯设置的冷却管；所述冷却管由内及外依次包括液体流道、复合导热层；所述复合导热层由内及外依次由内导热层、纤维编织层和外导热层复合得到，先在内导热层外部采用纤维编织并涂覆硅烷偶联剂得到纤维编织层，再在纤维编织层外部挤出外导热层，制备得到复合导热层，将内导热层、纤维编织层和外导热层紧密贴合再一起；所述内导热层和外导热层均采用添加有氮化硼纳米片的硅橡胶。的硅橡胶。的硅橡胶。

【技术实现步骤摘要】
一种高柔性液冷大功率充电电缆、冷却管及制备方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车用充电电缆
，具体为一种高柔性液冷大功率充电电缆、冷却管及制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，电动汽车的规模得到高速发展扩大，逐步进入大众视野中，极大便利了人们出行，但电动汽车的充电速度较慢，严重影响了用户体验。且充电桩的使用效率也较低，传统充电桩的直流充电电缆通电电流不超过250A，充电时间高达2h以上。于是，技术人员决定通过增大导体截面来提升载流量，但是这种方法制备的充电电缆的重量和直径较大，使用非常不便，且导体成本较高，大大增加电动汽车的充电成本。
[0003]为解决这一问题，技术人员采用液体冷却的方式来大幅度降低导体温度，进而增加载流量，如此既降低了充电电缆的直径和重量，降低了充电成本，还提升用户的使用体验。然而，现有液冷大功率充电电缆，虽然大幅提升了载流量，降低了充电电缆的直径和重量，但是常规冷却管管材采用氟塑料、交联聚烯烃、尼龙等材料，导热系数仅0.2～0.5W/(m.k)，不能及时将导体热量传输到冷却液中，导致电缆护套温度较高，且导热层的导热材料机械强度较低，使用过程中充电电缆经常会被移动拖拽，再者冷却管内部冷却液的压力大，极易导致冷却管破裂，影响新能源汽车的充电安全。
[0004]因此，亟需制备一种导热性好、机械强度高的冷却管，及包含该冷却管的电动汽车用高柔性液冷大功率充电电缆。

技术实现思路

[0005]为解决现有的技术问题，本专利技术一方面提供了一种高柔性液冷大功率充电电缆用冷却管，所述冷却管由内及外依次包括液体流道、复合导热层；所述复合导热层由内及外依次由内导热层、纤维编织层和外导热层复合得到，先在内导热层外部采用纤维编织并涂覆硅烷偶联剂得到纤维编织层，再在纤维编织层外部挤出外导热层，制备得到复合导热层，将内导热层、纤维编织层和外导热层紧密贴合再一起；所述内导热层和外导热层均采用添加有氮化硼纳米片的硅橡胶；冷却管采用添加有氮化硼纳米片的硅橡胶制得的内导热层和外导热层，以及采用纤维编织并涂覆硅烷偶联剂得到的纤维编织层设置在内导热层和外导热层之间复合而成，提升了冷却管强度和爆破力，从而提升充电安全性的同时，保证了冷却管的柔软度，在硅橡胶中添加氮化硼纳米片，氮化硼纳米片与硅橡胶分子链紧密结合，增大了内导热层和外导热层的机械强度的同时，在内导热层和外导热层之间形成导热通路，提升了冷却管导热性，进而提升了电缆的载流量。
[0006]所述硅橡胶包括硬度为58～62A的甲基苯基乙烯基硅橡胶。
[0007]所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH
‑
560。
[0008]进一步的，所述液体流道内部通有冷却液；所述冷却液包括水、冷冻液。
[0009]进一步的，所述纤维采用防弹丝；所述纤维编织层的编织密度为30％～40％。
[0010]本专利技术一方面提供了一种高柔性液冷大功率充电电缆，由内及外依次包括成缆、绕包层、铜丝编织层、护套层；所述成缆包括缆芯以及紧靠缆芯设置的冷却管；所述冷却管包括进液冷却管、出液冷却管；所述进液冷却管至少设有一个、出液冷却管至少设有一个；所述进液冷却管、出液冷却管均紧贴缆芯设置；本专利技术电缆结构排列紧密，有效的降低了电缆外径，提升了轻便性，适合工业化推广使用。
[0011]进一步的，所述缆芯包括信号线芯、接地线芯、动力线芯；所述信号线芯至少设有1个；所述接地线芯至少设有1个；所述动力线芯设有多个；所述信号线芯、接地线芯紧贴动力线芯设置；所述动力线芯由内及外包括动力线导体层、动力线绝缘层；所述动力线绝缘层采用拉伸强度不低于30MPa的FEP材料，厚度为0.1～0.25mm，提升导热能力的同时，降低了电缆的外径。
[0012]进一步的，所述绕包层采用铝塑复合带，所述铝塑复合带的铝面与铜丝编织层4接触；导体产生的热量能够快速散去，有效的提升了散热能力，从而提升载流能力。
[0013]进一步的，所述护套层采用硬度65A的热塑性弹性体。
[0014]本专利技术一方面提供了一种高柔性液冷大功率充电电缆用冷却管的制备方法，其特征在于，所述冷却管的制备方法如下：将硅橡胶、20％～30％的羟基氮化硼纳米片放入密炼机混炼5～10min，随后添加0.5％～1％的双二四硫化剂，在开炼机中混炼3～5min得到复合硅橡胶，然后以40～50℃的挤出温度将复合硅橡胶挤出并放入250～320℃烘道中硫化3～5min得到内导热层，接着采用防弹丝以编织密度30％～40％编织在内导热层外部，再涂覆硅烷偶联剂，在120℃下处理30min形成纤维编织层，最后在以40～50℃的挤出温度将复合硅橡胶在纤维编织层外部挤出并放入250～320℃烘道中硫化3～5min形成外导热层，将内导热层、纤维编织层、外导热层紧密粘合在一起，制备得到冷却管。
[0015]所述羟基氮化硼纳米片的制备方法如下：将氮化硼纳米片加入其质量3～5倍的3～5mol/L的NaOH溶液中进行20～30W超声处理20～40分钟，在90～110℃环境中加入4～6h，然后以11000～13000r/min转速离心机处理3～5min，
‑
30～
‑
40℃中冻干10～15h，制备得到羟基氮化硼纳米片。
[0016]本专利技术一方面提供了一种高柔性液冷大功率充电电缆的制备方法，包括以下制备步骤：
[0017]步骤一：制作动力线导体；
[0018]步骤二：制作冷却管；
[0019]步骤三：在动力线导体外挤出动力线绝缘层，形成动力线芯；
[0020]步骤四：将至少1根步骤二制得的冷却管作为进液冷却管，至少1根步骤二制得的冷却管作为出液冷却管与信号线芯、接地线芯、动力线芯进行总成缆形成成缆，再用铝塑复合带的铝面朝外绕包在成缆外部形成绕包层；
[0021]步骤五：在绕包层外编织铜丝编织层，在铜丝编织层外采用挤压式工艺挤出护套层5。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0023](1)本专利技术的冷却管先在硅橡胶中添加羟基氮化硼纳米片制得的内导热层和外导热层，在羟基氮化硼纳米片与硅橡胶分子链间形成通过范德华力，将羟基氮化硼纳米片与硅橡胶分子链紧密结合在一起，再采用纤维编织并涂覆硅烷偶联剂得到纤维编织层，最后
将纤维编织层设置在内导热层和外导热层之间复合而成，硅烷偶联剂处理得到的纤维编织层与内导热层和外导热层通过硅氧链紧密结合，外导热层通过纤维编织层的编织间隙渗透到内导热层与内导热层相融，将内导热层、纤维编织层、外导热层三层紧密结合在一起，减小了纤维编织层纤维材料对冷却管导热性的影响，提升了冷却管强度和爆破力和导热性能，从而提升充电安全性的同时，保证了冷却管的柔软度，在硅橡胶中添加氮化硼纳米片，氮化硼纳米片与硅橡胶分子链紧密结合，增大了内导热层和外导热层的机械强度的同时，在内导热层和外导热层的硅橡胶中形成六角形蜂窝状结构，进而形成导热通路，提升了冷却管导热性，进而提升了电缆的载流量。
[0024](2)本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高柔性液冷大功率充电电缆用冷却管，其特征在于，所述冷却管(2)由内及外依次包括液体流道(2
‑
1)、复合导热层；所述复合导热层由内及外依次由内导热层(2
‑
2)、纤维编织层(2
‑
3)和外导热层(2
‑
4)复合得到，先在内导热层(2
‑
2)外部采用纤维编织并涂覆硅烷偶联剂得到纤维编织层(2
‑
3)，再在纤维编织层(2
‑
3)外部挤出外导热层(2
‑
4)，制备得到复合导热层，将内导热层(2
‑
2)、纤维编织层(2
‑
3)和外导热层(2
‑
4)紧密贴合再一起；所述内导热层(2
‑
2)和外导热层(2
‑
4)均采用添加有氮化硼纳米片的硅橡胶。2.根据权利要求1所述的高柔性液冷大功率充电电缆用冷却管，其特征在于，所述液体流道(2
‑
1)内部通有冷却液；所述冷却液包括水、冷冻液。3.根据权利要求1所述的高柔性液冷大功率充电电缆用冷却管，其特征在于，所述纤维编织层(2
‑
3)的纤维采用防弹丝。4.一种高柔性液冷大功率充电电缆，其特征在于，由内及外依次包括成缆、绕包层(3)、铜丝编织层(4)、护套层(5)；所述成缆包括缆芯(1)以及紧靠缆芯(1)设置的权利要求1～3中任一项所述的冷却管(2)；所述冷却管(2)包括进液冷却管、出液冷却管；所述进液冷却管至少设有1个、出液冷却管至少设有一个；所述进液冷却管、出液冷却管均紧贴缆芯(1)设置。5.根据权利要求4所述的高柔性液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述缆芯(1)包括信号线芯(11)、接地线芯(12)、动力线芯(13)；所述信号线芯(11)至少设有1个；所述接地线芯(12)至少设有1个；所述动力线芯(13)设有多个；所述信号线芯(11)、接地线芯(12)紧贴动力线芯(13)设置；所述动力线芯(13)由内及外包括动力线导体层(13
‑
1)、动力线绝缘层(13
‑
2)。6.根据权利要求4所述的高柔性液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述动力线绝缘层(13
‑
2)采用FEP材料，厚度为0.1～0.25mm。7.根据权利要求4所述的高柔性液冷大功率充电电缆，其特征在于，所述绕包层(3)采用铝塑复合带...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴武，王桢桢，孙延蒙，毛贻国，
申请(专利权)人：新远东电缆有限公司远东复合技术有限公司，
类型：发明
国别省市：