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    大功率充電樁用液冷線纜類

    液冷歐標充電槍規格書

    1. 簡介

    前提:洛陽正奇機械有限公司開發生產的歐標液冷充電槍及歐標液冷充電槍用液冷線纜有別于國內外的同類產品;最顯著特點是:充電槍的DC+、DC-插孔式液冷端子可以完全冷卻,即冷卻液可以在充電槍的DC+、DC-插孔式液冷端子內構成流通回路,使DC+、DC-插孔式端子在充電過程中得到很好的冷卻,承載大電流而不會過熱。

    新能源電動汽車因其無尾氣排放,不污染環境,環保,替代燃油汽車是必然趨勢。新能源電動汽車在世界各國得到快速發展。中國生產的新能源電動汽車,已經走出國門,遠銷世界各地。同時,在中國也進口了不少歐洲的新能源電動汽車。無論是中國還是國外,目前面臨制約新能源電動汽車發展的主要因素有兩個:一是電池續航能力短;二是充電用時長。

    隨著動力電池的研發和技術的不斷突破,中國新能源電動汽車的續航里程已經由150km提升到了400km。在歐洲,一次充電可以續航400 km的家用電動轎車也已經問世。續航里程短的問題基本上得到了解決;但是充電用時長的問題還沒有解決。

    快速充電是車企、車主們急切盼望解決的問題。

    歐洲標準的IEC 62196-3直流充電槍,與中國的國標GB20234.3-2015直流充電槍相比,結構完全不同。中國的國標直流充電槍:DC+、DC-直流充電槍端子是公頭;而歐洲標準的直流充電槍:DC+、DC-直流充電槍端子是母頭,即導電插孔式的。

    目前國內外都在研究解決快速充電問題,思路方法都是一樣的:提高充電樁的充電工作電壓,加大充電樁充電輸出的電流。隨著新能源電動汽車電池技術的進步,盡可能的提高充電樁的充電工作電壓,加大充電樁充電輸出的電流。有些充電樁的充電工作電壓已經提高到了1000伏;充電樁充電輸出的電流能力到了600A。大功率充電樁電源的設計和生產,無論是國內還是國外均不存在技術問題。急切需要解決的是由大功率充電樁的電源到充電槍的線纜連接。

    歐洲標準的直流充電槍連接的干式電纜有兩種規格:(1)內裝35平方毫米的軟體導線,承載電流125A。(2)內裝50平方毫米的軟體導線,承載電流160A。所述的這種電纜的軟體導線只能夠承載125A--160A;因為充電過程中干式電纜的軟導體產生的熱不能很好的散去,因此,是不能承載300A—600A的充電電流的。否則會導致溫度過高,輕者致使充電樁控制系統高溫報警而不能正常工作;嚴重者引發火災,釀成事故。

    隨著國產的新能源電動汽車出口量的增加,出口到歐洲的新能源電動汽車,充電接口需要符合歐洲的充電標準,快速充電是發展趨勢。因此,需要解決歐洲標準的直流充電槍所用線纜,若承載300A—600A的充電電流,加大軟體導線的截面,理論上可行,實際不行。線纜的外徑不僅要符合人體工程,而且線纜要能安全可靠的長期工作。因為加大軟體導線的截面,線纜的體積要增大許多,這不符合人體工程。另外,軟體導線與歐洲標準的直流充電槍內的插孔式端子,因外徑尺寸差別太多,給它們之間的連接造成困難。

    液冷是一種最佳的解決方案。歐洲標準的直流充電槍用的DC+、DC-線纜,可以制成液冷線纜。對線纜的軟體導線和歐洲標準的直流充電槍插孔式液冷端子,均通入循環流動的冷卻液。軟體導線、插孔式液冷端子在充電過程中產生的熱,由循環流動的冷卻液帶走。這樣可以大幅度地提高軟體導線、插孔式液冷端子的承載電流。線纜的體積較干式電纜不會增大,既符合人體工程又可滿足使用要求。

    歐洲標準的IEC 62196-3直流充電槍用液冷電纜,是一根集成電纜,絕緣外被內含九根導線:DC+、DC-液冷線纜各一根;PE地線一根;其余六根是信號線。DC+、DC-液冷線纜各一根,它一端的接頭是歐洲標準的直流充電槍插孔式液冷端子,DC+、DC-兩個插孔式液冷端子的結構完全一樣,DC+、DC-液冷線纜安裝在歐洲標準的直流充電槍內使用;DC+、DC-液冷線纜另外一端的接頭是電極,DC+、DC-兩個電極的結構完全一樣,在DC+、DC-液冷電極的每個電極上,均設置有冷卻液的進、出口;DC+、DC-兩個電極連接充電樁電源的輸出端。

    冷卻液使用45#變壓器油,它在零下45℃不會結冰,它的燃點是146℃,45#變壓器油的絕緣、導熱效果好。冷卻液由電極的進液口進入液冷電纜,直達歐洲標準的直流充電槍DC+、DC-插孔式液冷端子的插孔端部,對歐洲標準的直流充電槍DC+、DC-插孔式液冷端子進行冷卻;流動的冷卻液經過歐洲標準的直流充電槍DC+、DC-插孔式液冷端子返回到軟體導線帶走軟體導線的熱,流動的冷卻液經過電極的冷卻液出口,回到冷卻系統冷卻后循環使用。在DC+、DC-液冷線纜內循環流動的冷卻液,可以針對線纜的軟導體、充電槍的插孔式液冷端子很好的散熱冷卻,使其能夠承載300A—600A的充電電流,并能安全可靠的長期工作。

    IEC 62196-3歐標液冷充電槍,有二部分構成:①槍體采用IEC 62196-3標準直流充電槍;②液冷電纜使用洛陽正奇機械有限公司的專利產品“一種歐洲標準的直流充電槍用液冷電纜”。

    液冷充電槍系統,基于IEC 62196-3標準的基礎上,對歐洲標準的直流充電槍DC+、DC-插孔式液冷端子、DC+、DC-插孔式液冷端子連接的電纜,均能做到液冷冷卻,使其承載充電電流的能力大幅提升,可以使充電電流提升至600A,同時解決了現有充電技術中的高溫發熱問題。能夠有效的縮短充電時間,有助于新能源電動汽車的快速發展。


    2. 歐標液冷充電系統

    2.1歐標液冷充電系統組成

    大功率液冷充電系統組成詳見下表:

    備注

    基于IEC 62196-3標準液冷充電系統

    液冷歐標

    直流充電槍

    符合IEC 62196-3

    液冷電纜

    IEC 62196-3充電槍匹配

    液冷源

    油泵

    油箱

    散熱器

    冷卻液

    45#變壓器油(零下45不會結冰)


    2.2液冷歐標充電槍、歐標充電槍用液冷線纜性能指標

    序號

    性能指標

    參數值

    1

    電性能

    1.1

    額定電壓

    1000V DC

    1.2

    額定電流

    300A -- 600A

    1.3

    額定功率

    600KW

    1.4

    耐電壓

    3000V AC,功率孔位與信號孔位間

    500V AC 信號孔位之間

    1.5

    絕緣電阻

    300MΩ 500V DC

    2

    機械性能

    2.1

    機械壽命

    10000

    3

    環境性能

    3.1

    表面溫度

    接觸件≤90℃(實測≤55℃)

    手握部位≤50

    3.2

    防護等級

    IP44

    4

    液冷電纜

    4.1

    最大長度

    8m

    4.2

    線纜外徑

    39mm

    4.3

    功率線規格

    35mm2

    5

    冷卻回路

    5.1

    冷卻液

    45#變壓器油(零下45不會結冰)

    5.2

    進液管外徑/內徑

    ф8/ф6

    5.3

    出液管外徑/內徑

    ф8/ф6

    5.4

    與充電樁連接端子

    特制液冷端子



    5.5

    冷卻回路

    每個特制液冷端子上同時設置有進液管、出液管;DC+、DC-構成單獨的回路,互不干擾

    6

    液冷源

    6.1

    額定電壓

    220V AC

    6.2

    額定功率

    550W

    6.3

    工作壓力

    1Mbar

    6.4

    流量

    8L/min

    6.5

    冷卻風扇功率

    90W

    6.6

    噪音

    ≤60分貝

    6.7

    功能

    冷卻液工作壓力監控,冷卻液流量監控,冷卻液溫度監控;低壓報警,過壓警報,斷流報警,冷卻液溫度過高報警

    6.8

    尺寸(**

    550mm*200mm*600mm

    免責聲明:歐標液冷充電系統處于持續發展,更新狀態,所有產品以實物為準


    3. 歐標液冷充電槍線束外觀

    3.1 外觀



    3.2 組成

    大功率液冷充電線纜組件由以下幾個部分組成:

    1) 液冷充電槍:

    液冷充電槍接口基于IEC 62196-3接口。


    1) 液冷電纜:

    液冷電纜適配IEC 62196-3接口液冷充電槍。IEC 62196-3充電槍DC+插孔式端子、DC-插孔式端子均為液冷插孔式端子,每一個插孔式端子均可構成冷卻液進、出回路。IEC 62196-3充電槍DC+插孔式端子,也是液冷電纜一端的DC+、DC-接頭。

    2) 電極

    上圖中DC+、 DC-電極,均可構成冷卻液進、出回路,電極連接充電樁電源的正、負極。其上的進、出液管連接液冷源。

    4. 接線關系



    充電槍內部的接線關系,如下圖所示:


    Rc=1500Ω     溫度傳感器為:PT1000




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