電力電纜、電力電纜總成及電動汽車的製作方法
2024-01-31 13:47:15 1
本公開涉及新能源硬體領域，具體地，涉及一種電力電纜、電力電纜總成及電動汽車。
背景技術：
電力電纜，尤其是新能源汽車用高壓電纜，作為連接各零部件的載體，保證其自身及各零部件的安全可靠，具有重要意義。在一些極端工況下，電力電纜和各零部件會出現過流或過熱的情況，持續高溫下工作，會大大減少電力電纜以及各零部件的使用壽命，影響整車的安全性能。
技術實現要素：
本公開的一個目的是提供一種電力電纜，該電力電纜能夠對其軸向上任意一點進行溫度測量和冷卻，並且冷卻通道內的冷卻液可以循環流動，進一步保證對電力電纜的冷卻效果。
本公開的第二個目的是提供一種電力電纜總成，該電力電纜總成包括本公開提供的電力電纜。
本公開的第三個目的是提供一種電動汽車，該電動汽車包括本公開提供的電力電纜總成。
為實現上述目的，本公開提供一種電力電纜，包括用於輸電的電纜主體，所述電力電纜還包括用於檢測所述電纜主體溫度的測溫裝置以及用於流通冷卻液的第一冷卻通道和第二冷卻通道，所述測溫裝置、第一冷卻通道以及第二冷卻通道圍繞所述電纜主體設置並分別沿所述電纜主體的軸向延伸，並且所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道沿所述電纜主體的周向獨立分隔以能夠在工作時通過外部管路相連通。
可選地，所述電纜主體包括由內向外同軸設置的導體、絕緣層以及護套層，所述測溫裝置設置在所述絕緣層和所述護套層之間。
可選地，所述測溫裝置包括設置於所述絕緣層和所述護套層之間的填充絕緣層，以及設置於該填充絕緣層內的測溫光纖，所述測溫光纖沿所述電纜主體的軸向延伸。
可選地，所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道分別形成為管狀結構並設置在所述填充絕緣層內，所述測溫光纖、所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道沿所述填充絕緣層的周向間隔設置。
可選地，所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道分別設置在所述測溫裝置和所述護套層之間，並且兩者的橫截面分別形成為相互對接的半圓環結構，所述半圓環結構的端面形成為用於獨立分隔所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道的隔離層。
可選地，所述導體為一根，該一根導體外包覆有所述絕緣層，或者所述導體為沿周向依次布置的多根，且每根導體外分別包覆有所述絕緣層。
根據本公開的第二個方面，還提供一種電力電纜總成，包括：控制裝置，冷卻液循環裝置，以及本公開提供的電力電纜，所述控制裝置電連接在所述測溫裝置和所述冷卻液循環裝置之間，並且所述冷卻液循環裝置通過所述外部管路與所述第一冷卻通道和所述第二冷卻通道串聯，以使得所述冷卻液循環流動。
可選地，所述控制裝置包括用於顯示所述電纜主體溫度的顯示儀表。
可選地，所述冷卻液循環裝置包括用於儲存所述冷卻液的儲存室，以及設置於所述外部管路上用於抽吸所述儲存室內所述冷卻液的抽吸源，所述外部管路還設置有閥門，所述控制裝置包括與所述閥門電連接的第一控制模塊。
根據本公開的第三個方面，還提供一種電動汽車，包括本公開提供的電力電纜總成。
通過上述技術方案，使得本公開提供的電力電纜同時具有實時檢測電纜主體溫度並對電纜主體進行冷卻的功能，測溫裝置、第一冷卻通道和第二冷卻通道沿該電纜主體的軸向連續延伸，能夠對軸向上的任意一點進行測溫和冷卻，便於及時了解該電力電纜的溫度變化，測溫裝置在能夠檢測導體溫度的同時，還能夠感知電纜主體所在的環境中溫度變化，從而更有效地保證電力電纜及連接各零部件的安全性能，實現電能的穩定傳輸。另外，第一冷卻通道和第二冷卻通道獨立集成設計於電纜的內部，並通過外部管路相連，實現冷卻液在電纜內部的循環流通，進一步保證對電纜主體的冷卻效果，同時能夠避免在電纜外部沿軸向布置管路，結構更加簡單、安全可靠。
本公開的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本公開的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本公開，但並不構成對本公開的限制。在附圖中：
圖1是本公開提供的電力電纜一示例性實施方式的斷面圖；
圖2是本公開提供的電力電纜另一示例性實施方式的斷面圖；
圖3是本公開提供的電力電纜一示例性實施方式的斷面圖；
圖4是本公開提供的電力電纜一示例性實施方式的斷面圖；
圖5是本公開提供的電路電纜總成的結構示意圖；
圖6是本公開提供的電力電纜總成的結構框圖。
附圖標記說明
1導體2絕緣層
3護套層41測溫光纖
43填充絕緣層5屏蔽層
61第一冷卻通道62第二冷卻通道
7控制裝置8儲存室
9外部管路10抽吸源
12閥門
具體實施方式
以下結合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本公開，並不用於限制本公開。
在本公開中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下」通常是指以相應附圖的圖面為基準定義的，「內、外」是指相應部件輪廓的內和外。此外，本公開中使用的術語「第一」「第二」等是為了區別一個要素和另一個要素，不具有順序性和重要性。
如圖1至圖4所示，本公開提供一種電力電纜，尤其是新能源汽車用高壓電纜，該電力電纜包括用於輸電的電纜主體，用於檢測該電纜主體溫度的測溫裝置以及用於流通冷卻液的第一冷卻通道61和第二冷卻通道62，測溫裝置、第一冷卻通道61以及第二冷卻通道62圍繞電纜主體設置並分別沿電纜主體的軸向延伸，可以對電纜主體軸向上任意一點進行測溫和冷卻，並且第一冷卻通道61和第二冷卻通道62沿電纜主體的周向獨立分隔以能夠在工作時通過外部管路9相連通。
通過上述技術方案，使得本公開提供的電力電纜同時具有實時檢測電纜主體溫度並對電纜主體進行冷卻的功能，測溫裝置、第一冷卻通道和第二冷卻通道沿該電纜主體的軸向連續延伸，能夠對軸向上的任意一點進行測溫和冷卻，便於及時了解該電力電纜的溫度變化，測溫裝置在能夠檢測導體溫度的同時，還能夠感知電纜主體所在的環境中溫度變化，從而更有效地保證電力電纜及連接各零部件的安全性能，實現電能的穩定傳輸。另外，第一冷卻通道和第二冷卻通道獨立集成設計於電纜的內部，並通過外部管路相連，實現冷卻液在電纜內部的循環流通，進一步保證對電纜主體的冷卻效果，同時能夠避免在電纜外部沿軸向布置管路，結構更加簡單、安全可靠。
其中，在本公開的實施方式中，測溫裝置、第一冷卻通道61、第二冷卻通道62以同軸環繞的方式連接在電纜主體上，而在其他實施方式中，測溫裝置、第一冷卻通道和第二冷卻通道可以為帶狀等非環繞的結構圍繞電纜主體設置。另外，電纜主體包括由內向外同軸設置的導體1、絕緣層2以及護套層3，導體1用於電流的傳導，在本實施方式中，導體1可以為裸銅絲、鍍錫銅或者鋁合金等；絕緣層2包覆於導體1的外部，可以為塑料絕緣層或橡膠絕緣層；護套層3主要用於保護該電力電纜免受外界雜質和水分的侵入，並防止外力直接損壞電力電纜。
測溫裝置可以為任意適當的形式。在本公開的實施方式中，測溫裝置包括設置於絕緣層2和護套層3之間的填充絕緣層43，以及設置於該填充絕緣層43內的測溫光纖41，測溫光纖41沿電纜主體的軸向延伸，能夠實時監測電纜主體軸向上任意一點的溫度，便於及時了解該電纜主體軸向上的溫度分布，此外，測溫光纖靈敏度高，可適用於高壓環境中，不受電磁場的幹擾，能夠保證測量的精度，體積小、重量輕、耐腐蝕性強安全可靠。
作為公開的一示例性實施方式，測溫裝置可以設置在絕緣層2和護套層3之間，第一冷卻通道61和第二冷卻通道62可以分別設置在測溫裝置和護套層3之間，這樣，測溫裝置和冷卻通道互不影響，既能夠保證測溫裝置對電纜主體溫度測量的準確性，同時冷卻通道內冷卻液的循環流動能夠將熱量帶走，實現對電纜主體的降溫，保證該電力電纜在正常的溫度下工作，延長其使用壽命。
具體地，在本實施方式中，如圖2和圖4所示，第一冷卻通道61和第二冷卻通道62分別設置在測溫裝置的填充絕緣層43和護套層3之間，並且兩者的橫截面分別形成為相互對接的半圓環結構，半圓環結構的端面形成為用於獨立分隔第一冷卻通道61和第二冷卻通道62的隔離層。這樣，第一冷卻通道61和第二冷卻通道62沿周向完全包覆於電纜主體上，保證對電纜主體的充分冷卻和降溫。
作為本公開的另一示例性實施方式，如圖1和圖3所示，第一冷卻通道61和第二冷卻通道62可以分別形成為管狀結構並設置在上述填充絕緣層43內，測溫光纖41、第一冷卻通道61和第二冷卻通道62沿填充絕緣層43的周向間隔設置。在本實施方式中，第一冷卻通道61和第二冷卻通道62可以沿徑向相對設置，同樣能夠實現對電纜主體的冷卻和測溫，並且兩者互不影響，同時可以通過調整第一冷卻通道61和第二冷卻通道62內冷卻液的流速，進一步保證對電纜主體的冷卻效果。
其中，在本公開的實施方式中，如圖1和圖2所示，導體1可以為一根，該導體外包覆有絕緣層2，在其他實施方式中，為提高該特定類型的電力電纜的集成度和空間利用率，如圖3和圖4所示，導體1還可以為沿周向依次布置的多根，且每根導體外分別包覆有絕緣層2，用於實現大功率電能的穩定傳輸。
其中，在本公開的實施方式中，絕緣層2和測溫裝置之間還設置有屏蔽層5，尤其是，工作電壓大於15kv的電力電纜都需要設置屏蔽層5，主要用於抗電磁幹擾，在本實施方式中，屏蔽層5可以為編織屏蔽層或聚酯繞半層，屏蔽層5的外部還可以包覆一層可導熱的隔離層，該隔離層可防止溫度過高燒壞測溫裝置，還可以防止屏蔽層的硬質結構損壞其他層，因此能夠起到一定的保護作用。在其他實施方式中任意實現屏蔽功能的結構均適用於本公開。
根據本公開的第二個方面，還提供一種電力電纜總成，如圖6所示，該電力電纜總成包括控制裝置、冷卻液循環裝置和本公開提供的上述電力電纜，其中，控制裝置7電連接在測溫裝置和冷卻液循環裝置之間，並且冷卻液循環裝置通過外部管路9與第一冷卻通道61和第二冷卻通道62串聯，以使得冷卻液循環流動。這樣，冷卻液在電纜內部的循環流動將快速帶走電纜主體的熱量，完成對電纜主體的冷卻，並且只需要在第一冷卻通道61和第二冷卻通道62的兩端部設置外部管路9即可，避免在電纜外部沿軸向布置相對較長的管路，結構更加簡單且安全可靠。
其中，在本公開中，控制裝置7內可以預設第一溫度值t1和第二溫度值t2，其中第二溫度值t2高於第一溫度值t1，測溫裝置中將測溫光纖電連接至控制裝置7，以能夠將測量裝置的溫度信號精確傳遞給控制裝置7並及時輸出，當測量的最高溫度t大於第一溫度值t1時，表示電力電纜需要降溫，此時控制裝置7立即啟動冷卻液循環裝置，通過冷卻液在第一冷卻通道和第一冷卻通道內的循環流動將熱量帶走，實現對電力電纜的冷卻降溫。
具體地，在本公開的實施方式中，控制裝置7包括顯示儀表，該顯示儀表用於顯示電纜主體上任意一點的溫度，準確顯示電纜主體沿線上的溫度分布，及時將溫度信號輸出，進而可獲取電纜主體沿線上的最高溫度t以及最高溫度的位置，控制裝置7可以將顯示儀表的最高溫度t與預設的第一溫度值t1進行比較，進而判斷是否開啟冷卻液循環裝置。在本實施方式中，冷卻液循環裝置包括用於儲存冷卻液的儲存室8，以及設置於外部管路9上用於抽吸儲存室8內冷卻液的抽吸源10，外部管路9還設置有閥門12，控制裝置7包括與閥門12電連接的第一控制模塊。例如，該閥門12可以為能夠實時控制流量的電磁流量閥。這樣，當電纜本體的溫度正常時，冷卻液存儲於儲存室8內，當溫度異常時，第一控制模塊根據當前溫度值，控制閥門12處於不同的開度，從而調節冷卻液的流量繼而控制電纜主體的溫度。具體地，在抽吸源10的作用下，第一冷卻通道和第二冷卻通道內冷卻液的流動方向相反，使冷卻液在第一冷卻通道和第二冷卻通道內進行循環流動，用於冷卻降溫，在本實施方式中，抽吸源10可以為電動泵或負壓發生器。
此外，在本公開的實施方式中，上述控制裝置7還包括與控制裝置電連接的報警裝置，即控制裝置中設置有用於控制報警裝置的第二控制模塊，當電纜本體的溫度過高且冷卻液循環裝置也不能滿足要求時，即，顯示儀表顯示的最高溫度t大於控制裝置7預設的第二溫度值t2，表示電力電纜的溫度高於冷卻液循環裝置的降溫能力，此時由第二控制模塊控制該報警裝置將自動啟動，從而及時提醒工作人員發現電力電纜溫度異常，以採取相應的斷電等措施。
根據本公開的第三個方面，還提供一種電動汽車，包括上述電力電纜總成。
以上結合附圖詳細描述了本公開的優選實施方式，但是，本公開並不限於上述實施方式中的具體細節，在本公開的技術構思範圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本公開的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內容。