一种充电电缆绝缘液体冷却方法及组件与流程

1.本发明涉及充电电缆技术领域，具体涉及一种充电电缆绝缘液体冷却方法及组件。


背景技术：

2.电动车辆的进步已经增加了对向车辆的可再充电电池输送电力的充电设备的需要。一些这样的应用被设计为较大的连续电流工作。为了更快传递能量并且减少充电时间，电缆组件应当能够承受高电流负载。通常，通过充电设备的电流越高，所生成的热量就越多。
3.现阶段为了减少热量的增加，通过在电缆组件内增加冷却导管以提高散热量，从而确保大电流的工作，其中冷却导管内承载冷却剂流体。然而由于充电电缆需要在各种复杂环境下运行，由于工作环境的差异以及昼夜交替，使得充电电缆的环境温度出现较大的波动，从而导致内外的热量传输速度改变，进而影响充电电缆内部温度改变，此时，如果冷却系统功率不足，则电缆的充电最大电流值会受到局限，甚至造成充电电缆损坏，又或者是冷却系统功率过高，浪费能源。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种充电电缆绝缘液体冷却方法及组件，解决以下技术问题：
5.由于充电电缆需要在各种复杂环境下运行，由于工作环境的差异以及昼夜交替，使得充电电缆的环境温度出现较大的波动，从而导致内外的热量传输速度改变，进而影响充电电缆内部温度改变，此时，如果冷却系统功率不足，则电缆的充电最大电流值会受到局限，甚至造成充电电缆损坏，又或者是冷却系统功率过高，浪费能源。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种充电电缆绝缘液体冷却方法，包括以下步骤：
8.启动充电电缆进行工作，依次均匀改变充电电缆所处环境的环境温度，在其中任一环境温度下，开启冷却组件以最大功率对充电电缆进行降温，使充电电缆的内部温度降至适宜温度；
9.在任一环境温度下，将冷却系统功率由0开始逐步提升，并检测充电电缆内部温度，生成内部温度随时间变化曲线，当所述变化曲线波动小于预设阈值，且内部温度处于适宜温度内时，将此时的冷却系统功率标记为优选功率；
10.依次获取不同环境温度下对应测得的优选功率，对所述优选功率随环境温度的变化关系进行拟合，建立拟合函数；
11.获取充电电缆的当前实际环境温度，将所述实际环境温度代入所述拟合函数中输出对应的优选功率，并将该优选功率设定为当前实际环境温度下充电电缆的冷却功率。
12.作为本发明进一步的方案：所述拟合函数公式为：
13.p＝exp(atb)；
14.其中p为优选功率，t为环境温度，其中a、b为参数，且a＜0，b＞0，所述拟合函数仅在t≥c时成立，c为无额外冷却状态下充电电缆内部温度保持适宜温度时环境温度的上限；将所述拟合函数变换为一次回归模型：
15.y＝a1+a2x；
16.其中a1＝ln(-a)，a2＝b，通过最小二乘法获取a1和a2的取值，并根据a1和a2计算得出参数a和b的取值。
17.作为本发明进一步的方案，所述c的获取过程为：
18.启动充电电缆进行工作，将环境温度下降至充电电缆设计工作温度的下限，逐步提升温度，并实时测量充电电缆内部温度，当所述充电电缆温度升至所述适宜温度上限时，将当前的环境温度标记为c。
19.作为本发明进一步的方案：所述设计工作温度区间为[l,h]，所述适宜温度区间为[3l/4+h/4，3h/4+l/4]。
[0020]
作为本发明进一步的方案：当所述充电电缆的内部温度超过预设极限温度时，自动切断充电电缆电源。
[0021]
一种充电电缆绝缘液体冷却组件，用于上述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，所述冷却系统为循环液冷冷却系统，包括冷却换热器、外部冷源、绝缘制冷液体，绝缘制冷液体循环泵，制冷循环通道。
[0022]
作为本发明进一步的方案：还包括至少一条耦合到充电电缆主体内的温度检测线，所述温度检测线为双股等间距设置的通电导体，且两所述通电导体外侧均包覆透水性绝缘层。
[0023]
作为本发明进一步的方案：所述透水性绝缘层为绝缘纤维束编织而成，且透水性绝缘层外侧还设置有透水性收束层，所述透水性收束层为弹性纤维束编织而成，所述检测线外侧或者载流导体外侧或载流导体与检测线之间还设置有至少一层透水性隔离层，所述透水性隔离层为绝缘纤维束编织而成。
[0024]
本发明的有益效果：
[0025]
本发明通过获取不同环境温度下获取使充电电缆内部温度保持在适宜温度所需的优选功率，从而生成优选功率随环境温度的拟合关系，于是在充电电缆充电运行的过程中，能够根据实时环境温度及时调整冷却系统的冷却功率，从而使充电电缆内部温度始终保持在适宜的我温度范围内，避免了因冷却系统功率不足，造成电缆的充电最大电流值会受到局限，乃至造成充电电缆损坏，也避免了冷却系统功率过高造成的能源浪费。
附图说明
[0026]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0027]
图1是本发明一种充电电缆绝缘液体冷却方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
请参阅图1所示，一种充电电缆绝缘液体冷却方法，包括以下步骤：
[0030]
一种充电电缆绝缘液体冷却方法，包括以下步骤：
[0031]
启动充电电缆进行工作，依次均匀改变充电电缆所处环境的环境温度，在其中任一环境温度下，开启冷却组件以最大功率对充电电缆进行降温，使充电电缆的内部温度降至适宜温度；
[0032]
在任一环境温度下，将冷却系统功率由0开始逐步提升，并检测充电电缆内部温度，生成内部温度随时间变化曲线，当所述变化曲线波动小于预设阈值，且内部温度处于适宜温度内时，将此时的冷却系统功率标记为优选功率；
[0033]
依次获取不同环境温度下对应测得的优选功率，对所述优选功率随环境温度的变化关系进行拟合，建立拟合函数；
[0034]
获取充电电缆的当前实际环境温度，将所述实际环境温度代入所述拟合函数中输出对应的优选功率，并将该优选功率设定为当前实际环境温度下充电电缆的冷却功率。
[0035]
由于充电电缆需要在各种复杂环境下运行，由于工作环境的差异以及昼夜交替，使得充电电缆的环境温度出现较大的波动，从而导致内外的热量传输速度改变，进而影响充电电缆内部温度改变，此时，如果冷却系统功率不足，则电缆的充电最大电流值会受到局限，甚至造成充电电缆损坏，又或者是冷却系统功率过高，浪费能源；
[0036]
于是，本发明通过获取不同环境温度下获取使充电电缆内部温度保持在适宜温度所需的优选功率，从而生成优选功率随环境温度的拟合关系，于是在充电电缆充电运行的过程中，能够根据实时环境温度及时调整冷却系统的冷却功率，从而使充电电缆内部温度始终保持在适宜的我温度范围内，避免了因冷却系统功率不足，造成电缆的充电最大电流值会受到局限，乃至造成充电电缆损坏，也避免了冷却系统功率过高造成的能源浪费。
[0037]
在本发明的一种优选的实施例中，所述拟合函数公式为：
[0038]
p＝exp(atb)；
[0039]
其中p为优选功率，t为环境温度，其中a、b为参数，且a＜0，b＞0，所述拟合函数仅在t≥c时成立，c为无额外冷却状态下充电电缆内部温度保持适宜温度时环境温度的上限；将所述拟合函数变换为一次回归模型：
[0040]
y＝a1+a2x；
[0041]
其中a1＝ln(-a)，a2＝b，通过最小二乘法获取a1和a2的取值，并根据a1和a2计算得出参数a和b的取值。
[0042]
在本实施例的一种情况中，所述c的获取过程为：
[0043]
启动充电电缆进行工作，将环境温度下降至充电电缆设计工作温度的下限，逐步提升温度，并实时测量充电电缆内部温度，当所述充电电缆温度升至所述适宜温度上限时，将当前的环境温度标记为c。
[0044]
在本实施例的另一种情况中，所述设计工作温度区间为[l,h]，所述适宜温度区间为[3l/4+h/4，3h/4+l/4]。
[0045]
在本发明的另一种优选的实施例中，当所述充电电缆的内部温度超过预设极限温度时，自动切断充电电缆电源。
[0046]
一种充电电缆绝缘液体冷却组件，用于实施上述实施例所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，所述冷却系统为循环液冷冷却系统，包括冷却换热器、外部冷源、绝缘制冷液体，绝缘制冷液体循环泵，制冷循环通道。
[0047]
在本发明的一种优选的实施例中，还包括至少一条耦合到充电电缆主体内的温度检测线，所述温度检测线为双股等间距设置的通电导体，且两所述通电导体外侧均包覆透水性绝缘层。
[0048]
在本发明的另一种优选的实施例中，所述透水性绝缘层为绝缘纤维束编织而成，且透水性绝缘层外侧还设置有透水性收束层，所述透水性收束层为弹性纤维束编织而成，所述检测线外侧或者载流导体外侧或载流导体与检测线之间还设置有至少一层透水性隔离层，所述透水性隔离层为绝缘纤维束编织而成。
[0049]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：启动充电电缆进行工作，依次均匀改变充电电缆所处环境的环境温度，在其中任一环境温度下，开启冷却组件以最大功率对充电电缆进行降温，使充电电缆的内部温度降至适宜温度；在任一环境温度下，将冷却系统功率由0开始逐步提升，并检测充电电缆内部温度，生成内部温度随时间变化曲线，当所述变化曲线波动小于预设阈值，且内部温度处于适宜温度内时，将此时的冷却系统功率标记为优选功率；依次获取不同环境温度下对应测得的优选功率，对所述优选功率随环境温度的变化关系进行拟合，建立拟合函数；获取充电电缆的当前实际环境温度，将所述实际环境温度代入所述拟合函数中输出对应的优选功率，并将该优选功率设定为当前实际环境温度下充电电缆的冷却功率。2.根据权利要求1所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，所述拟合函数公式为：p＝exp(at
b
)；其中p为优选功率，t为环境温度，其中a、b为参数，且a＜0，b＞0，所述拟合函数仅在t≥c时成立，c为无额外冷却状态下充电电缆内部温度保持适宜温度时环境温度的上限；将所述拟合函数变换为一次回归模型：y＝a1+a2x；其中a1＝ln(-a)，a2＝b，通过最小二乘法获取a1和a2的取值，并根据a1和a2计算得出参数a和b的取值。3.根据权利要求2所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，所述c的获取过程为：启动充电电缆进行工作，将环境温度下降至充电电缆设计工作温度的下限，逐步提升温度，并实时测量充电电缆内部温度，当所述充电电缆温度升至所述适宜温度上限时，将当前的环境温度标记为c。4.根据权利要求3所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，所述设计工作温度区间为[l,h]，所述适宜温度区间为[3l/4+h/4，3h/4+l/4]。5.根据权利要求1所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，当所述充电电缆的内部温度超过预设极限温度时，自动切断充电电缆电源。6.一种充电电缆绝缘液体冷却组件，用于实施权利要求1所述的一种充电电缆绝缘液体冷却方法，其特征在于，所述冷却系统为循环液冷冷却系统，包括冷却换热器、外部冷源、绝缘制冷液体，绝缘制冷液体循环泵，制冷循环通道。7.根据权利要求6所述的一种充电电缆绝缘液体冷却组件，其特征在于，还包括至少一条耦合到充电电缆主体内的温度检测线，所述温度检测线为双股等间距设置的通电导体，且两所述通电导体外侧均包覆透水性绝缘层。8.根据权利要求7所述的一种充电电缆绝缘液体冷却组件，其特征在于，所述透水性绝缘层为绝缘纤维束编织而成，且透水性绝缘层外侧还设置有透水性收束层，所述透水性收束层为弹性纤维束编织而成，所述检测线外侧或者载流导体外侧或载流导体与检测线之间还设置有至少一层透水性隔离层，所述透水性隔离层为绝缘纤维束编织而成。

技术总结
本发明公开了一种充电电缆绝缘液体冷却方法及组件，属于充电电缆技术领域，具体包括：依次均匀改变充电电缆所处环境的环境温度，在任一环境温度下进行降温，使充电电缆的内部温度降至适宜温度；在任一环境温度下，将冷却系统功率由0开始逐步提升，生成内部温度随时间变化曲线，当变化曲线波动小于预设阈值，且内部温度处于适宜温度内时，将此时的冷却系统功率标记为优选功率；依次获取不同环境温度下对应测得的优选功率，对优选功率随环境温度的变化关系进行拟合；获取充电电缆的当前实际环境温度，将实际环境温度代入拟合函数中输出对应的优选功率；本发明提供了一种精准高效的充电电缆冷却方法。电缆冷却方法。电缆冷却方法。


技术研发人员：苑泉 聂立军 石江 郭艳会 焦建
受保护的技术使用者：天津有容蒂康通讯技术有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/7/12