一种大功率充电枪液冷结构及充电枪的制作方法

1.本发明涉及新能源电动汽车使用的大功率充电桩技术领域，特别是涉及一种大功率充电枪液冷结构及充电枪。


背景技术：

2.随着燃油汽车的消失，与其相伴的加油站也将完成它的历史使命，取而代之的将是遍布全国各地的充电站，充电站的硬件设施将来是大功率充电桩。目前电动公交车的充电没施用的是中功率充电桩，它的技术参数：直流电压750伏，输出电流250安。用中功率充电，给新能源公交车充电，一辆新能源公交车充电充满电瓶需要三个小时，耗时长，效率低。国内正在研制大功率充电桩，大功率充电桩的技术参数：直流电压1000～1500伏，输出电流600安。用大功率充电桩，给新能源公交车充电，一辆新能源公交车充电充满电瓶只需用15分钟，或用时更少。
3.目前，中功率充电桩的电源与充电枪的连接，用的是干式集成电缆。这种干式集成电缆与公知的普通电缆不同，它的内部有dc+与dc-两根70平方毫米的动力线和和一根25平方毫米的接地线，还有十多根信号线。电缆长度通常在6米到10米之间，这种干式集成电缆承载最大电流250安培。上述的大功率充电桩，是不能使用这种干式集成电缆的，这种干式集成电缆不能承载流600安培的工作电流。解决该问题的办案有两个：一种是加大软体导线的截面积；另一种方案是不加大软体导线的截面积，而是适当减小软体导线的截面积，腾出点空间，该空间作为冷却液的流动通道，采用液冷的方式对软体导线进行冷却，使其能够承载600安培的大电流。
4.光纤测温技术已在电力电缆运行温度的监测中得到运用，光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术，能够实时地监测空间温度场，可以对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量，且抗电磁干扰。
5.现有的大功率充电桩虽对电缆整体进行了冷却，但电缆仍可能出现局部发热现象，现有技术难以解决或适应这种现象。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对目前的充电枪电缆所存在的问题，提供一种大功率充电枪液冷结构及充电枪。
7.上述目的通过下述技术方案实现：一种大功率充电枪液冷结构，包括：电缆内设置有第一散热段、第二散热段
……
第n散热段；步骤s100，获取所述第一散热段的第一温度参数t1、所述第二散热段的第二温度参数t2……
所述第n散热段的第n温度参数tn；步骤s200，判断所述第一温度参数t1是否大于第一预设值、判断所述第二温度参数t2是否大于第一预设值
……
判断所述第n温度参数tn是否大于第一预设值；
步骤s300，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于所述第一预设值时，将其标记为异常段；步骤s310，向除所述异常段内的其他所有的散热段内的第一充气模块内充入气体；步骤s311，向所述电缆内充入冷却液。
8.在其中一个实施例中，在步骤s311之后，还包括：步骤s320，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均小于第二预设值时，排出所有的散热段内的第一充气模块内充入的气体。
9.在其中一个实施例中，在步骤s320之后，还包括：步骤s330，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于第二预设值时，报警。
10.在其中一个实施例中，在步骤s300之后，还包括：步骤s400，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均大于第三预设值且小于第二预设值时，计算所述第一温度参数t1和第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值；步骤s401，根据所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值的大小计算所需的冷却液流量。
11.在其中一个实施例中，在步骤s401之后，还包括：步骤s402，按照所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值从小到大的顺序确定各散热段的散热等级；步骤s403，各散热段内的第二充气模块内充入的气体量与所述各散热段的散热等级正相关。
12.本发明还提供了一种充电枪，包括：电缆内设置有第一散热段、第二散热段
……
第n散热段；所述第一散热段、所述第二散热段
……
所述第n散热段内均设置有第一充气模块和第二充气模块；第一获取模块，用以获取所述第一散热段的第一温度参数t1、所述第二散热段的第二温度参数t2……
所述第n散热段的第n温度参数tn；第一判断模块，用以判断所述第一温度参数t1是否大于第一预设值；判断所述第二温度参数t2是否大于第一预设值
……
判断所述第n温度参数tn是否大于第一预设值；第一执行模块，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于所述第一预设值时，将其标记为异常段；第一执行单元，向除所述异常段内的其他所有的散热段内的所述第一充气模块内充入气体；第二执行单元，向所述电缆内充入冷却液。
13.在其中一个实施例中，包括：第三执行单元，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均小于第二预设值时，排出所有的散热段内的第一充气模块内充入的气体。
14.在其中一个实施例中，包括：第四执行单元，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于第二预设值时，报警。
15.在其中一个实施例中，包括：第二执行模块，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均大于第三预设值且小于第二预设值时，计算所述第一温度参数t1和第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值；第五执行单元，根据所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值的大小计算所需的冷却液流量。
16.在其中一个实施例中，包括：第六执行单元，按照所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值从小到大的顺序确定各散热段的散热等级；第七执行单元，各散热段内的所述第二充气模块内充入的气体量与所述各散热段的散热等级正相关。
17.本发明的有益效果是：本发明涉及一种大功率充电枪液冷结构及充电枪，包括电缆内设置有第一散热段、第二散热段
……
第n散热段；获取第一散热段的第一温度参数t1、第二散热段的第二温度参数t2……
第n散热段的第n温度参数tn，判断第一温度参数t1是否大于第一预设值、判断第二温度参数t2是否大于第一预设值
……
判断第n温度参数tn是否大于第一预设值，当第一温度参数t1、第二温度参数t2……
第n温度参数tn中任意一个温度参数大于第一预设值时，将其标记为异常段，向除异常段内的其他所有的散热段内的第一充气模块内充入气体，向电缆内充入冷却液。本发明提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪，在正常冷却时，能够划定各散热段的散热等级，冷却结构使各散热段的温度基本保持一致；在出现异常段时，通过气体隔绝冷却回路与散热段的接触，保证冷却效果集中在异常段，进一步提高冷却能力并降低了风险发生的概率。
附图说明
18.图1为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构的流程结构示意图；图2为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的充电枪和电缆连接的立体结构示意图；图3为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的电缆的立体结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的电缆的剖视结构示意图一；图5为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的电缆的剖视结构示意图二；图6为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的去掉绝缘外皮的电缆的立体结构示意图；图7为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪的去掉绝缘外皮的电缆的零件爆炸结构示意图；图8为图7所示的大功率充电枪液冷结构及充电枪的去掉绝缘外皮的电缆的a处局部放大结构示意图。
19.其中：100、充电枪；200、电缆；210、绝缘外皮；220、第一气囊；221、第一气囊第一段；222、第一气囊第二段；223、第一气囊第三段；230、液冷管；231、冷媒流入管道；232、冷媒流出管道；233、线路固定孔；240、第二气囊；241、第二气囊第一段；242、第二气囊第二段；243、第二气囊第三段；251、第一导线；252、第一感温光纤；253、第二导线；254、第二感温光纤。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
23.本发明提供的大功率充电枪液冷结构及充电枪，在正常冷却时，能够划定各散热段的散热等级，冷却结构使各散热段的温度基本保持一致；在出现异常段时，通过气体隔绝冷却回路与散热段的接触，保证冷却效果集中在异常段，进一步提高冷却能力并降低了风险发生的概率。
24.如图1所示，图1为本发明一实施例提供的大功率充电枪液冷结构的流程结构示意图，包括：
电缆内设置有第一散热段、第二散热段
……
第n散热段；将电缆均匀的分为n段，依次命名为第一散热段、第二散热段
……
第n散热段。
25.步骤s100，获取所述第一散热段的第一温度参数t1、所述第二散热段的第二温度参数t2……
所述第n散热段的第n温度参数tn；通过感温光纤实时获取第一散热段的第一温度参数t1、第二散热段的第二温度参数t2……
第n散热段的第n温度参数tn。
26.第一温度参数t1为第一散热段的平均温度值，第二温度参数t2为第二散热段的平均温度值
……
第n温度参数tn为第n散热段的平均温度值。
27.步骤s200，判断所述第一温度参数t1是否大于第一预设值、判断所述第二温度参数t2是否大于第一预设值
……
判断所述第n温度参数tn是否大于第一预设值；第一预设值为设定的温度值。
28.步骤s300，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于所述第一预设值时，将其标记为异常段；当第一温度参数t1、第二温度参数t2……
第n温度参数tn中任意一个温度参数大于第一预设值时，说明该温度参数对应的散热段的温度异常，需对其进行冷却处理，将其标记为异常段。
29.步骤s310，向除所述异常段内的其他所有的散热段内的第一充气模块内充入气体；向除异常段内的其他所有的散热段内的第一充气模块内充入气体，通过气体隔绝冷却回路与正常散热段的接触，保证冷却效果集中在异常段，进一步提高冷却能力并降低了风险发生的概率。
30.步骤s311，向所述电缆内充入冷却液。
31.向电缆内充入冷却液对异常段进行快速冷却。
32.在本发明另一实施例中，在步骤s311之后，还包括：步骤s320，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均小于第二预设值时，排出所有的散热段内的第一充气模块内充入的气体。
33.第二预设值为设定的温度阈值，第二预设值小于第一预设值，当温度参数小于第二预设值时，即认为该散热段工作正常。
34.当第一温度参数t1、第二温度参数t2……
第n温度参数tn中所有的温度参数均小于第二预设值时，说明所有散热段均正常工作，此时排出所有的散热段内的第一充气模块内充入的气体，便于后续的调节。
35.在本发明另一实施例中，在步骤s320之后，还包括：步骤s330，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中任意一个温度参数大于所述第二预设值时，报警。
36.经过对异常段进行集中冷却后，当第一温度参数t1、第二温度参数t2……
第n温度参数tn中任意一个温度参数仍大于第二预设值时，说明充电工作异常，此时报警，便于进行维修。
37.在本发明另一实施例中，在步骤s300之后，还包括：
步骤s400，当所述第一温度参数t1、所述第二温度参数t2……
所述第n温度参数tn中所有的温度参数均大于第三预设值且小于所述第二预设值时，计算所述第一温度参数t1和第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值；第三预设值为设定的温度值，第三预设值小于第二预设值，当温度参数大于第三预设值且小于第二预设值时，即认为充电枪在正常充电；第四预设值为理论情况下散热段正常工作时的温度，第四预设值大于第三预设值，第四预设值小于第二预设值。
38.当第一温度参数t1、第二温度参数t2……
第n温度参数tn中所有的温度参数均大于第三预设值且小于第二预设值时，计算第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值
……
第n温度参数tn和第四预设值的差值的平均值。
39.当温度参数和第四预设值的差值小于0时，不计入上述平均值中。
40.步骤s401，根据所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值的平均值的大小计算所需的冷却液流量。
41.根据第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值
……
第n温度参数tn和第四预设值的差值的平均值的大小计算所需的冷却液流量。
42.第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值
……
第n温度参数tn和第四预设值的差值的平均值越大，则所需的冷却液的流量越大。
43.在本发明另一实施例中，在步骤s401之后，还包括：步骤s402，按照所述第一温度参数t1和所述第四预设值的差值、所述第二温度参数t2和所述第四预设值的差值
……
所述第n温度参数tn和所述第四预设值的差值从小到大的顺序确定各散热段的散热等级；按照第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值
……
第n温度参数tn和第四预设值的差值从小到大的顺序确定各散热段的散热等级。
44.温度参数和第四预设值的差值越大，说明该散热段所需的冷量越大，则该散热段的散热等级越高；温度参数和第四预设值的差值小于0时，不计入散热等级的划分。
45.步骤s403，各散热段内的第二充气模块内充入的气体量与所述各散热段的散热等级正相关。
46.各散热段内的第二充气模块内充入的气体量与各散热段的散热等级正相关；散热段的散热等级越高，则该散热段内的第二充气模块内充入的气体量越多，则该散热段内的冷却液的流速越快，换热效率越高；散热段的散热等级越低，则该散热段内的第二充气模块内充入的气体量越少，则该散热段内的冷却液的流速越慢，换热效率越低；进而使得各散热段的温度基本保持一致。
47.对于温度参数和第四预设值的差值小于0的散热段，可以保持现状，也可以向该散热段上的第一充气模块内充入气体，从而减少该散热段与冷却液的换热。
48.如图2至图8所示，本发明还提供了一种充电枪，应用前述的大功率充电枪液冷结构，包括：充电枪100和电缆200，电缆200用以向充电枪100供电，充电枪100用以向新能源汽车充电。
49.在本实施例中，n等于三，即电缆200内均匀的分为三段，依次命名为第一散热段、第二散热段和第三散热段。
50.电缆200包括绝缘外皮210、第一气囊220、液冷管230、第二气囊240、第一导线251、第一感温光纤252、第二导线253和第二感温光纤254；绝缘外皮210将第一气囊220、液冷管230、第二气囊240、第一导线251、第一感温光纤252、第二导线253和第二感温光纤254均包裹在其中；第一导线251和第二导线253均用以导电；第一感温光纤252间隔的排布在第一导线251之间，用以感受第一导线251的温度；第二感温光纤254间隔的排布在第二导线253之间，用以感受第二导线253的温度；第一气囊220包括第一气囊第一段221、第一气囊第二段222和第一气囊第三段223；第二气囊240包括第二气囊第一段241、第二气囊第二段242和第二气囊第三段243；液冷管230包括冷媒流入管道231、冷媒流出管道232和线路固定孔233，冷却液从冷媒流入管道231流入，再从冷媒流出管道232处流出。
51.沿绝缘外皮210的径向方向，从外到内依次为绝缘外皮210、第二气囊240、冷媒流入管道231、第一气囊220、第一导线251和第二导线253、冷媒流出管道232。
52.第一散热段内设置有第一气囊第一段221和第二气囊第一段241；第二散热段内设置有第一气囊第二段222和第二气囊第二段242；第三散热段内设置有第一气囊第三段223和第二气囊第三段243。
53.结合上述实施例，本发明实施例的使用原理和工作过程如下：通过第一感温光纤252实时感应第一导线251的温度，通过第二感温光纤254实时感应第二导线253的温度；第一温度参数t1为第一散热段内第一感温光纤252和第二感温光纤254感应的平均温度值，第二温度参数t2为第二散热段内第一感温光纤252和第二感温光纤254感应的平均温度值，第三温度参数t3为第三散热段内第一感温光纤252和第二感温光纤254感应的平均温度值。
54.当第一温度参数t1、第二温度参数t2、第三温度参数t3中任意一个温度参数大于第一预设值时，将其标记为异常段；假设第二温度参数t2大于第一预设值，第一温度参数t1和第三温度参数t3均小于第一预设值，则通过气泵向第一气囊第一段221和第一气囊第三段223内充气，通过气体隔绝冷却回路与第一散热段和第三散热段的接触；通过液泵向冷媒流入管道231内注入冷却液，冷却液流过第二散热段时能够正常换热，冷却液流过第一散热段和第三散热段时不能换热，使得冷却效果集中在异常段，即第二散热段，进一步提高冷却能力并降低了风险发生的概率。
55.经冷却后，当第一温度参数t1、第二温度参数t2和第三温度参数t3中所有的温度参数均小于第二预设值时，排出第一气囊第一段221、第一气囊第二段222和第一气囊第三段223内的气体，便于后续的调节。
56.经冷却后，当第一温度参数t1、第二温度参数t2和第三温度参数t3中任意一个温度参数仍大于第二预设值时，说明充电工作异常，此时报警，便于进行维修。
57.当第一温度参数t1、第二温度参数t2、第三温度参数t3中所有的温度参数均大于第三预设值且小于第二预设值时，计算第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值、第三温度参数t3和第四预设值的差值的平均值，并根据该平均值计算所需的冷却液流量。
58.按照第一温度参数t1和第四预设值的差值、第二温度参数t2和第四预设值的差值、
第三温度参数t3和第四预设值的差值从小到大的顺序确定各散热段的散热等级。
59.假设散热等级为第三散热段大于第二散热段大于第一散热段，则通过气泵向第二气囊第三段243充入的气体量大于第二气囊第二段242充入的气体量大于第二气囊第一段241充入的气体量，从而使得冷却液在冷媒流入管道231中的流速为第三散热段大于第二散热段大于第一散热段，使得各散热段的温度基本保持一致。
60.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
61.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。