向装有电动机的机动车供电的装置的制作方法

文档序号:14778638发布日期:2018-06-26 09:16阅读:304来源:国知局

本发明涉及一种用于向装有电动机的机动车供电的装置,以及,机动车中至少设置有一个可充电电池,电动机与之相连接,所述装置包括配有电源的固定式充电桩,以及与充电桩相连接的电缆,该电缆具有至少两条相互绝缘的电导体,附接在所述电导体自由端的电连接部,用于与机动车上或机动车内的附加连接部相连接,所述连接部与电池通过导电的方式连接,其中电缆的整个轴向长度由管周向包围,并且该管除包围电缆以外,还沿着其整个轴向长度包围空腔,其中,在管包围的空间中容纳有冷却到至少-160℃的可流动介质,以及其中,容纳有冷却介质的隔热储存罐布置在充电桩(充电站)中,管与所述储存罐相连接。



背景技术:

相关技术装置披露于例如CN 105 845 271 A中。

具有电动机,电动机驱动的机动车(下文将“机动车”简称为

“车辆”)已周知多年并在世界上得到广泛应用。在这种情况下,电动机是车辆仅有的驱动来源。然而,在类似周知的混合动力技术中,除电动机以外,也可以在车辆中布置内燃机。一般选择性地将两种驱动分开使用。然而,这两种驱动也可以同时使用——例如在山地道路上。

为使电动机运行,车辆上至少应当有一个电池。为了对应的充电操作,充电桩也为人熟知并也在世界上广泛使用。充电桩配备有电缆,该电缆在自由端具有插头,用于连接至车辆。在当今的配置中,充电桩中提供的电压为48伏特。连接至充电桩的电缆中的导体传输例如5kA级别的电流。导体的导电截面需要具有对应的尺寸。这需要大量的导电材料,例如铜或铝。因此,连接至充电桩的电缆具有相当大的重量。将电缆连接至机动车的附加连接部的操作可能会相应地出现问题。

前文提到的CN 105 845 271 A涉及一种给具有电动机的机动车提供电源的充电桩,充电桩包括装有液氮的储存罐,供给线浸入其中。超导电缆通过插接连接至供给线,所述电缆与其他电缆或缆线一同容纳于由隔离材料构成的管中。液氮传入管中,从而将其包围的电缆冷却至-195.5℃。这使得超导电缆进入超导态。



技术实现要素:

本发明的目的是,配置上文描述的装置,使得将电缆连接至充电桩,以及连接至车辆,使得进行充电操作的连接操作更为容易。

该目的可以通过本发明实现,其中:

——管是隔热的,并且是由金属制成的柔性管,

——管由也是由金属制成的柔性外管包围,该柔性外管与其包围的部分热隔离,

——在管和外管之间的空间经抽真空(evacuated),

——管和外管形成有横切其纵向的波纹结构,

——在充电桩中装备有使冷却介质运动穿过管的泵,以及

——管装配有空管,用于使冷却介质返回到充电桩。

电导体在-160℃的温度下的电阻值仅为在环境常温下电阻值的10%。因此,电导体所用的导电材料量可以大幅减少。包括包围导体的隔离管在内,线缆的重量仅为传统线缆的20%。因此线缆的操作更容易并且可以减少操作体力。

为了提高隔热性能,将线缆的管尺寸扩大以形成低温保持器,因为在管周围配置有也是由金属制成的柔性外管,使得包围在内的部分隔热。在管和外管之间的空间经抽真空。有利的是,在整个外管表面上施加封闭的隔离材料层。为了提高柔性(挠性),两个管均形成有横切纵向的波纹结构,具体为螺旋状或环状。

冷却介质通过泵穿过管运动。泵优选设置为,例如,以每分钟5米的速度,使冷却介质非常缓慢地流经管。

对于冷却介质,空管连接至管离充电桩较远的一端,冷却介质通过该空管流回充电桩。在充电桩中配置有冷却单元,该冷却单元将通过空管回流的冷却介质重新冷却至所需的运行温度,并送入储存罐中。

附图说明

附图描述了本发明要旨的示例实施方案,其中:

图1示出了提供电流用充电桩的示意图。

图2示出了连接至充电桩的一部分线缆的截面。

图3示出了相对于图2补全的线缆。

图4以完全示意的方式,示出了根据本发明装置的细节。

优选实施方式

图1示意性地说明了用于给车辆电池充电的充电桩1。利用现有技术可以建造这样的充电桩,可以在例如加载站、多层停车场或停车位的区域建造。

电缆2连接至充电桩1,在电缆2的自由端连接有电连接部3。连接部分3优选为可以连接至插座的插头,该插座设置在车辆上,并作为附加的连接部件。在电缆2中配备有至少两条绝缘的导体4和5(图2和图3)。在图1中,圆圈6示意性地表示充电桩的电器元件,例如AC/DC转换器。在充电桩1中容纳有储存罐7,以及同样在示例实施方式中说明的冷却单元8。

根据图2,电缆2具有两条绝缘的导体4和5。这些导体由例如铜或铝制成。沿着其整个长度,两条导体4和5由容易挠曲的、金属制成的管9包围,并且除两条导体4和5以外,管9还包围设置于整个轴向长度的空腔10。管9沿其整个长度由隔热体11包围。为提高柔性,管具有横切其纵向的波纹结构,具体为螺旋状或环状。

可流动的冷却介质(下文简称“介质”)持续地通过空腔10,所述介质冷却到至少-160℃的温度。优选氮用作介质。介质容纳于储存罐7中,储存罐7隔热地配备在充电桩1中。可以从外部进入储存罐7,从而在需要时,总可以将供料再补入用作介质。

介质从储存罐7中通过泵(未示出)抽出,并且低速泵入管9中,从而介质移动穿过管9。两条导体4和5具有的导电截面对应于传统导体在例如20℃的环境常温下传导非常高电流密度的电流时所需要的导电截面的10%。这些电流的大小例如为5kA。

介质将导体4和5冷却到至少-160℃。所述导体4和5的电阻因此降至环境温度下的电阻值的10%。导体4和5的截面可以对应地减小到在环境温度下使用的导体截面的10%。相应地,电缆2减轻。包括管9在内电缆2的重量大约为传统电缆的20%。从而可以更容易地操作电缆2。

根据图3,将管9补全以形成低温学中已知的低温保持器。从而得以更好地防止管9的内部受到外部热作用的影响。在管9中运动的介质可在更长的时间内维持其低温,相应地,能使介质穿过管9移动的速率更小。

上述的低温保持器通过柔性外管12实现,该柔性外管12沿着管9的整个方向包围管9,在其间包封隔热质13。外管12也由金属构成,并且也具有横切其纵向的波纹结构。在外管12的整个表面上施加有隔离材料制成的封闭层14。管9和外管12之间的空间内为抽真空。

介质穿过管9的空腔10移动。空管15连接至管9或其空腔10,空管15伸入充电桩1,通过空管15,介质返回进入充电桩1中。在充电桩1中,空管15连接至冷却单元8,在其中将介质再次冷却至运行温度。冷却后的介质可以通过管道16传送至储存罐7中。

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