一种可吸热控温的大功率充电线缆的制作方法

1.本发明涉及充电线缆技术领域，具体为一种可吸热控温的大功率充电线缆。


背景技术：

2.充电桩，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输出端用充电线缆作为能量传输的工具与充电头连接用于为电动汽车充电。
3.现有的充电线缆在大功率长时间的使用时，易产生高热量，长久以往，不仅易对线缆造成损坏，而且还会对人们以及汽车的安全造成威胁，而目前市面上，并没有能够实现大功率高效吸热控温的线缆设备，为此，本领域的工作人员提出了一种可吸热控温的大功率充电线缆。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种可吸热控温的大功率充电线缆，解决了大功率充电线缆在使用时，易产生高温，降温效率低，结构复杂，不利于加工组装和使用等方面的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可吸热控温的大功率充电线缆，其特征在于，包括致冷端外壳、冷却液、圆筒隔板、冷源、水轮、电机、传感器、电子控制板，所述致冷端外壳的内部贯穿有线缆组件，所述传感器和电子控制板电性相接，所述电子控制板与电机电性相接，所述致冷端外壳的内部一端固定安装有冷源，所述冷源上套设有水轮，所述水轮的一侧安装有圆筒隔板；所述线缆组件包括被保护发热线芯，所述被保护发热线芯的表面缠绕有内层泡沫金属层，所述内层泡沫金属层的外部缠绕有中间层多孔金属层，所述中间层多孔金属的外部缠绕有外层泡沫金属层，所述外层泡沫金属层的外部设置有外皮层；所述冷却液为疏水性低沸点物质，亲水性多孔材料与疏水性冷却液不润湿形成针对冷却液具有透气阻液的半透特性，同时减小线缆内冷却液的流动阻力，沸点略低于人为可调整电机启动温度范围的下限值；所述内层泡沫金属层为具有优良导热性能和亲水性的相互贯通大孔径泡沫材料，作为液态冷却液在内部容易流动并高效传热的通道；所述中间层多孔金属层为有优良导热性能和亲水性的相互贯通小孔径多孔材料，对液态冷却液具有较大的阻截能力、同时对冷却液的气态单分子阻力超小，从而起到气液分离作用；所述外层外泡沫金属层为有优良导热性能和亲水性的相互贯通大孔径泡沫材料，可使气态冷却液以在内部受超小阻力而快速自由流动。形成冷却液在线缆的内部：由内层泡沫金属层构成的向致冷端远处迁移的通道，由外层泡沫金属层构成的返回冷却端的通道，由中间层多孔金属层构成的物理状态变化时在两侧多孔材料之间的穿透变道层。
6.优选的，所述冷源位于致冷端外壳内部与开口相反的一端，为比表面积很大的制
冷导热体，可采用大孔径开孔金属支架，或传热制冷片，或冷凝器铜管或以上结构融合嵌入的结合体。由大小两个圆柱体形组成的凸形结构，小凸台为朝向致冷端外壳开口的位置，小凸台直径小于水轮内孔直径且贯穿水轮内孔，大凸台直径大于水轮外轮廓直径且与致冷端外壳紧密贴合并形成封闭。冷源可将流经致冷端外壳内的内部空间制冷区域的冷却液迅速降温到线缆内部压力对应的沸点以下。
7.优选的，所述水轮为混流式水轮，所述电机的动力驱动端转子与水轮连接并形成一体。定子安装在致冷端外壳上与转子位置相对应处。
8.优选的，所述圆筒隔板为具有中间层多孔金属层的同性材料和用于加固易操作的支架联合形成的结构，具有与中间多孔金属层相同的针对憎水性物质透气阻液的半透特性，所述圆筒隔板安装在水轮背离冷源大凸台的一侧面，与致冷端外壳配合安装将致冷端外壳内部隔断而分割成为内部空间和空闲的外部空间。内部空间中包含冷源，电机和水轮，制冷区域设立在内部空间以避免在外部空间形成有液态的冷却液。外部空间靠近内部空间中水轮的入口区域，属旋转水轮入口附近的流体动力所能波及到的区域，利于水轮旋转的驱动力可作用到外部空间内的冷却液将其引流至内部空间。
9.优选的，所述内层泡沫金属层、中间层多孔金属层和外层泡沫金属层依次由内向外以螺旋状结构叠加缠绕在被保护发热线芯表面，在多孔材料层外表面覆盖有外皮层，使线缆中三层多孔材料形成除两端断面外被包裹封密的组件，多孔材料中每一层中均可采用相同特性的一张薄片多孔材料或多张薄片多孔材料以并联或叠加形式组合而成，添加的薄片多孔材料的材质可以相同也可以不同，形状也可以依需求确定以便最充分的填充线缆内部空隙并作为对应多孔材料层的附加成员。
10.优选的，所述致冷端外壳与线缆组件的一端固定连接，致冷端外壳的开口与线缆断面的外皮层固定对接，圆筒隔板与中间层多孔金属层固定对接，当线缆组件另一端多孔材料断面的孔隙封堵并与外皮层和发热线芯形成封闭断面时则形成：由内部空间与内层泡沫金属层连通的液态冷却液通道，由外部空间与外层泡沫金属层连通的气态冷却液通道，由圆筒隔板和中间层多孔孔金属层相连接的变道层。
11.优选的，所述传感器的传感模块与外层泡沫金属层接触连接，并将采集的温度信号和/或压力信号传送至电子控制板。
12.优选的，所述电子控制板为传感器与电机输出功率关联的智能控制电路，编码关联关系为线缆的温度上升至人为设定温度时电机则以关联对应的功率启动，电机启动后线缆温度与电机功率设定为正比函数关系，即当外层泡沫金属层温度升高对应水轮电机功率加大，使冷却液流速加快，流经冷源的流量加大，进行更大的热交换，吸收出更大的热量，更快速地降低线缆温度。将温度持续控制在该人为设定值点附近，实现线缆的温度可控；所述线缆内部安装有信息通道，包括有线通信和无线通信，在非电性传输时应在线缆组件两端加装信号转换器并保留原对接配件上的通信串口。
13.有益效果本发明提供了一种可吸热控温的大功率充电线缆。与现有技术相比具备以下有益效果：1.一种可吸热控温的大功率充电线缆，通过内层泡沫金属层和外层泡沫金属层作为冷却液的冷热往返通道，中间层多孔金属层作为切换冷却液的冷热往返通道的变道层。
裁断的单条线缆组件中除两端断面外的多孔材料由发热线芯和外皮层包裹密封在内部。使用时将一端多孔材料断面的孔隙封堵并与外皮层和发热线芯形成封闭断面，在此断面的输电线芯连接到外部大功率用电设备。另一端与致冷端连接，中间层多孔金属层与圆筒隔板固定对接，外皮层与致冷端外壳的开口固定对接。致冷端外壳的内部由圆筒隔板为隔断面将其分割成内部空间和空闲的外部空间，分别对应连接到内层泡沫金属层和外层泡沫金属层成为连贯的冷却液通道，内部空间中包含冷源，电机和水轮，外部空间为旋转水轮入口附近的流体动力所能作用到的区域。在致冷端外壳内，水轮旋转的驱动力促使气态形式的冷却液自靠近水轮入口的外部空间穿过圆筒隔板到达内部空间，流过冷源区域冷凝为液态形式，进而推进到线缆组件内部吸收热量再输出。工作时电机启动，冷却液循环流动源源不断地将被保护发热线芯的热量传递至冷源，而牵制线缆工作时的温度上升，让线缆不会因温度过高而引起损坏。结构简单，思想新颖，设计合理。
14.2.一种可吸热控温的大功率充电线缆，采用亲水性的多孔泡沫金属材料具有优良导热性能和超大比表面积，而具有超强传热能力。超强传热特性的材料可大大提高热交换能力，使被保护发热线芯散发出的热量传导到多孔导热金属材料，经内部多孔泡的超大表面积迅速传递给冷却液。选用的多孔泡沫金属材料因具有高强度，高刚度和可恢复缓冲弹性，因此能够耐受重物碾压而不会导致内部孔隙发生严重变形而引起材料的穿透性下降。以螺旋缠绕式结构安装增加了线缆的柔软性便于使用者所需要的可弯曲性。拥有较大的孔隙率，结构简单，节约材料，重量轻，加工容易，易于操作的特点。同时多孔泡沫金属材料渗透系数超小具有超小的流体流动压降。
15.3.一种可吸热控温的大功率充电线缆，冷却液采用疏水性低沸点物质，多孔泡沫金属材料具有超小的渗透系数。亲水性多孔材料与疏水性冷却液不润湿，两者间的结合力很小。从而使冷却液在多孔泡沫金属材料的内部孔隙内的流动阻力非常小。可使载热冷却液在多孔泡沫材料内部快速畅通地流动。电机提供较小功率的驱动力即可很好地实现载热冷却液的流量把控，热量传输能力大，冷却功率非常高，能将很宽广发热功率域值范围内的高温物体迅速降低至所控低温，可适应多种复杂工况下作业。同时也可保护线缆不因内部压力而加快折旧。
16.4.一种可吸热控温的大功率充电线缆，通过多孔金属材料具有超强传热能力，能够快速将被保护发热线芯所产生的热量传递给内层泡沫金属层内部的冷却液。中间层多孔金属层作为变道层拥有很高的微孔密度和与中间层多孔金属层相同面积的穿透截面，可为气态冷却液提供很好的穿透性。内层泡沫金属层内任何部位的冷却液在吸取到被保护发热线芯的热量气化时，均可快速穿透最近处中间层多孔金属层进入到外层泡沫金属层并转入降温处理流程，与传统水管式散热线缆相比冷却液流动的等效距离，阻力和时间上缩减一半以上，热交换界面温差更大。被保护发热线芯的温度均匀的控制在所处压力下的冷却液沸点上。冷却液的快速流动并携带快速吸取到的热量穿透变道层高速环流，在流过冷源处释放到外部。实现降温速度快，效率高，控温效果好，占用空间小。使用于大功率线缆上实现相同的控温能力与传统模式相对比具有更小的线径和更高的效益性。
17.5.一种可吸热控温的大功率充电线缆，结构上提供可人为调整温度，可依工作需要在可调温度范围内设定线缆的工作温度。并且实现完全自动化，电子控制板为传感器与电机输出功率关联的智能控制电路。线缆的温度上升至人为设定温度时电机则以相应功率
启动并保持正比函数关系运转。即当外层泡沫金属层温度升高对应水轮电机功率加大，使冷却液流速加快，流经冷源的流量加大，进行更大的热交换，牵制温度的上升。将温度持续控制在该人为设定值点附近。
18.6.一种可吸热控温的大功率充电线缆，本线缆结构在生产工艺上极为简易，将三种多孔金属材料以薄片捆卷式按顺序放置在料架上，发热线芯从料架中心缓慢穿过，同时料架以匹配速度旋转，则三层多孔金属材料即可完成与发热线芯的缠绕装配。并且本发明的结构在与其它配件组装过程中更为简便。线缆可批量生产出很长的尺寸，裁断成单条线缆组件，在使用时将一端接入致冷端，输电线芯折弯穿透降温组件连接到输电器件（如充电桩），另一端将多孔材料断面的孔隙封堵同时与外皮层和发热线芯形成封闭断面，并将此断面输电线芯连接到至外部大功率用电设备（如充电枪）。而线缆组件内部自然形成冷却液以气态和液态的形式在不同的通道内循环穿透流动。
19.7.一种可吸热控温的大功率充电线缆，不但解决了因高温造成线缆损坏的问题，并且材料孔隙率高，成本低廉，以及优良的机械性能和化学性能便于大规模生产。产品具备功率大，效率高，控温均匀，损耗小，寿命长和使用时易操作，重量轻，柔韧性好等优势。另外本结构简单，节约材料，便于加工和组装。降低了投入成本，提高了使用的安全性和便捷性。可在大功率发热线缆领域进行广泛的推广应用，带动电动汽车绿色电能源方面的深入发展。
20.8.一种可吸热控温的大功率充电线缆，为进一步优化线缆结构提高线缆的综合性能，线缆内部安装信息通道，包括有线通信和无线通信，在非电性传输时应在线缆组件两端加装信号转换器并保留原对接配件上的通信串口，三层多孔材料与冷却液组成的制冷组件很大程度上隔断被保护发热线芯与外皮层的热量传递，因而采用有线信号传输时可在所述外皮层内部偏离发热的区域安装信号传输线以节省传统模式下传输线所需的耐热成本。电机优先采用无刷电机，其转子与水轮连接形成一体，定子安装在致冷端外壳上与电机转子相对应处，电机的定子和转子由绝缘阻热的致冷端外壳安全隔离，可使外界操作人员与线缆内部组件保持着安全的用电环境和避烫伤风险。
附图说明
21.图1为本发明结构前视图；图2为本发明线缆组件的工艺生产转向示意图；图3为图1中a-a的剖视爆炸图；图4为图1中b-b的剖视图；图5为致冷端外壳内部结构剖面图。
22.图中：1、线缆组件；11、被保护发热线芯；12、内层泡沫金属层；13、中间层多孔金属层；14、外层泡沫金属层；2、致冷端外壳；3、冷却液；4、圆筒隔板；5、冷源；6、水轮；7、电机；8、传感器；9、电子控制板；10、信号传输线；15、外皮层。
具体实施方式
23.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种可吸热控温的大功率充电线缆，包括致冷端外壳2、冷却液3、圆筒隔板4、冷源5、水轮6、电机7、传感器8、电子控制板9，所述致冷端外壳2的内部贯穿有线缆组件1，所述传感器8和电子控制板9电性相接，所述电子控制板9与电机7电性相接，所述致冷端外壳2的内部一端固定安装有冷源5，所述冷源5上套设有水轮6，所述水轮6的一侧安装有圆筒隔板4。
25.请参阅图3、图5，冷源5为比表面积很大的制冷导热体，可采用与制冷器相连接的较大孔径开孔泡沫金属，或传热制冷片，或冷凝器铜管或以上结构融合嵌入的结合体。外形为由大小两个圆柱体形组成的凸形结构，小凸台为朝向致冷端外壳2开口的位置，小凸台直径小于水轮6内孔直径且贯穿水轮6内孔，大凸台直径大于水轮6外轮廓直径且与致冷端外壳2紧密贴合并形成封闭。冷源5用于产生低温对流经该区域的冷却液3迅速吸收热量将温度降低至线缆内部压力对应的沸点以下。
26.请参阅图1、图3、图5，水轮6可为混流式水轮，电机7优先采用无刷电机，其定子安装在致冷端外壳2上与转子相对应的位置处，转子安装在致冷端外壳2内部的内部空间中与水轮6连接并形成一体。电机7的定子和转子由绝缘阻热的致冷端外壳2安全隔离，使外界操作人员与线缆内部组件保持着安全的用电环境和避烫伤风险。
27.请参阅图3、图5，所述圆筒隔板4为具有中间层多孔金属层13的同性材料和用于加固易操作的支架联合形成的结构，具有与中间多孔金属层13相同的针对憎水性物质透气阻液的半透特性。致冷端外壳2的内部由圆筒隔板4为隔断面将其分割成为内部空间和空闲的外部空间，内部空间中包含冷源5，电机7和水轮6。外部空间靠近内部空间中水轮6的入口区域，属旋转水轮6入口附近的流体动力所能波及到的区域，利于水轮6旋转的驱动力可作用到外部空间内的冷却液3将其引流至内部空间，在致冷端与线缆开孔一端对接后将分别与内层泡沫金属层12和外层泡沫金属层14对接成为连贯的冷却液通道。制冷区域设置在内部空间，气态冷却液3在内部空间热交换冷凝成液态，受圆筒隔板4和中间层多孔金属层13材料的不透液特性，使得内层泡沫金属层12的通道内的液态冷却液3不会进入外层泡沫金属层14的通道内，受水轮6动力施加给液态冷却液3的推力，在内层泡沫金属层12内的液态冷却液3汽化后，将经中间层多孔金属层13排出至外层泡沫金属层14的通道中。由此可见：致冷端外壳2内部的内部空间和内层泡沫金属层12内部为液态冷却液的通道，外部空间和外层泡沫金属14为气态泡沫金属层的通道。
28.请参阅图2-3，线缆组件1包括被保护发热线芯11，被保护发热线芯11的表面由内向外依次缠绕有内层泡沫金属层12，中间层多孔金属层13，外层泡沫金属层14，外皮层15。本发明在生产工艺上极为简易，将三种多孔金属材料以薄片捆卷式按顺序放置在料架上，发热线芯11从料架中心缓慢穿过，同时料架以匹配速度旋转，则三层多孔金属材料即可完成与发热线芯11的缠绕装配。可在料架上为每一层多孔材料捆卷旁添加附加材料捆卷，以配合生产需求和实现最合理结构。三层多孔材料每一层中均可依据经济性和实用性权衡利弊采用相同特性的一张薄片多孔材料或多张薄片多孔材料以并联或叠加形式组合而成，各张薄片多孔材料的材质可以相同也可以不同。形状也可以依需求确定，当线缆组件1内部存在无法避免的空隙则可补充匹配形状的多孔材料加以填充，以保证多孔材料依附被保护发
热线芯11表面而密切贴合。以便最充分的填充线缆内部空隙并作为对应多孔材料层的附加成员，可提高空间利用率而优化线缆结构。
29.内层泡沫金属层12，中间层多孔金属层13，外层泡沫金属层14均采用特种定制多孔泡沫金属材料，材料拥有很大的孔隙率，具有优良导热性能和超大比表面积，而具有超强传热能力。超强传热特性的材料可大大提高热交换能力，使被保护发热线芯11散发出的热量传导到金属材质上经内部多孔泡的表面积迅速转移至冷却液3。多孔泡沫金属材料渗透系数超小具有超小的流体流动压降，实现冷却液3在多孔泡沫金属通道内的超小流动阻力。多孔泡沫金属材料具有高强度，高刚度和可恢复缓冲弹性，因此能够耐受重物碾压而不会导致内部孔隙发生严重变形，隔断开孔阻断冷却液3的流动通道，从而避免了引起材料的穿透性下降。泡沫金属材料机械性能好，且空隙率大节省材料，重量轻，成本低廉，如便宜原料泡沫铝合金，粗工艺泡沫铜材料。
30.冷却液3采用为疏水性低沸点物质，亲水性多孔泡沫金属材料与疏水性冷却液3不润湿，两者之间的结合力很小，从而使小孔径中间层多孔金属层13针对冷却液3具有透气阻液的半透特性，可参考物理文献得知此原理：当冷却液3为液态且本身的结合力大于与之接触的物质时是以较大的液珠形式存在而无法穿透孔径更小的中间层多孔金属层13，当冷却液3为气态时则是以单分子形式存在而轻易穿透孔径更大的中间层多孔金属层13。同时因泡沫金属材料和冷却液3仅有很小的结合力，可减小冷却液3在多孔泡沫金属通道内的流动阻力。冷却液3的沸点略低于人为可调整电机7启动温度范围的下限值。适用的冷却液3的应在包括低粘度和高比热容，良导热性，无毒，不易燃烧，无污染，价格低廉，热稳定性好，高绝缘等方面的性能上采取综合评价选取，如氟氯烃类化合物中的优良种类。
31.内层泡沫金属层12采用具有优良导热性能和亲水性的相互贯通大孔径泡沫材料，作为液态冷却液3在内部容易流动并高效传热的通道；中间层多孔金属层13采用具有优良导热性能和亲水性的相互贯通小孔径多孔材料薄膜层，对液态冷却液3具有较大的阻截能力、同时对冷却液3的气态单分子阻力超小，从而起到气液分离的作用；外层泡沫金属层14为有优良导热性能和亲水性的相互贯通大孔径泡沫材料，可使气态冷却液3在内部受超小阻力而快速自由流动。在线缆组件1中，当另一端断面通孔封堵后则形成：冷却液3由内层泡沫金属层12构成的远离致冷端方向迁移的通道；由外层泡沫金属层14构成的返回冷却端的通道；由中间层多孔金属层13构成的在两侧多孔材料之间的穿透变道层。
32.采用的内层泡沫金属层12、外层泡沫金属层14相对于中间层多孔金属层13内部的开孔孔径很大，因此液态冷却液3在多孔材料构成的通道内流动时与前者的流动阻力远小于后者，但冷却液3为气态单分子时则能较轻易穿透中间层多孔金属层13，因此当内层泡沫金属层12与外层泡沫金属层14内部的冷却液3仅存在较小的压力差时，中间层多孔金属层13即可对两侧的多孔材料层内部的冷却液3产生出气液分离作用。可使冷凝成的液态冷却液3充分填满内层泡沫金属层12内部的孔隙，并将气态冷却液3排至外层泡沫金属层14内部的孔隙且不会引入冷却液3的液态形式。工作状态下液态和气态的冷却液3在内层泡沫金属层12和外层泡沫金属层14的通道内动态填满。液态冷却液3不会进入到外层泡沫金属层14内，避免了气态冷却液通道中的有效利用空间被挤占，且为气态冷却液3直达与水轮6入口较近的致冷端外壳2内的内部空间提供了畅通的路径。
33.中间层多孔金属层13作为冷却液3在不同物理状态下输送热量的变道层拥有很高
的微孔密度和与中间层多孔金属层13相同面积的穿透截面，可为气态冷却液3提供很好的穿透性，实现冷却液3从液态通道切换到气态通道时穿透速度快，效率高，可靠性好。能在较小的压力下将内层泡沫金属层12任意部位处吸收热量汽化的冷却液3，从最近的中间层多孔金属层13部位处快速穿透，进入外层泡沫金属层14转向降温处理流程。与传统水管式散热线缆相比冷却液流动的等效距离，阻力和时间上缩减一半以上，热交换界面温差更大，被保护发热线芯11各处的温度均匀地控制在线缆内部所处压力下的冷却液3的沸点值。同时节省能量，保护设备。
34.请参阅图3、图4，内层泡沫金属层12、中间层多孔金属层13和外层泡沫金属层14依次由内向外以螺旋状结构叠加缠绕在被保护发热线芯11表面，线缆中三层多孔材料以螺旋缠绕式安装的结构用于增加线缆的柔软性，便于使用者所需要的可弯曲性。三层多孔材料的外表面覆盖有外皮层15，使三层多孔材料形成除两端断面外被保护发热线芯11和外皮层15包裹封密的组件。
35.当三层多孔材料控温组件在发热线芯的内部时，发热线芯与三层多孔材料的内外包裹关系应互换，同时对应地改变水轮6旋转方向。
36.请参阅图1、图3、图5，内层泡沫金属层12和外层泡沫金属层14作为冷却液3的冷热往返通道，中间层多孔金属层13作为切换冷却液3的冷热往返通道的变道层。裁断成单条的线缆组件1内部的多孔材料除两端断面外由被保护发热线芯11和外皮层15包裹密封在内部。使用时将一端多孔材料断面的孔隙封堵并与外皮层15和发热线芯11形成封闭断面，在此断面的输电线芯连接到外部大功率用电设备（如充电枪）。线缆组件1的另一端与致冷端外壳2固定连接，致冷端外壳2的开口与线缆组件1断面的外皮层15固定对接，圆筒隔板4与中间层多孔金属层13固定对接。圆筒隔板4与致冷端外壳2配合安装以圆筒隔板4为隔断面将致冷端外壳2的内部分割成内部空间和空闲的外部空间，在致冷端外壳2与线缆组件1开孔一端对接后将分别连接到内层泡沫金属层12和外层泡沫金属层14成为连贯的冷却液通道。内部空间中包含冷源5，电机7和水轮6，外部空间靠近内部空间中水轮6的入口区域，属旋转水轮6入口附近的流体动力所能波及到的区域，利于水轮6旋转的驱动力可将冷却液3自靠近水轮6入口的外部空间处引流至内部空间。构成：来自外层泡沫金属层14通道的冷却液3在致冷端外壳2的内部由气态形式从外部空间穿过圆筒隔板4到达内部空间流过冷源5区域冷凝为液态形式进入到内层泡沫金属层12通道，在线缆组件1的另一端断面封堵时，冷却液3以液态的形式进入到内层泡沫金属层12，吸收发热线芯11的热量后穿透中间层多孔金属层13以气态的形式从外层泡沫金属层14流出，同量携带出线缆组件1内部的热量。电机7的开启驱动水轮6运转后使载热冷却液3从线缆组件1内部吸收的热量输出至冷源5而返回到低温。以此循环动作，从而达到对线缆大功率吸热降温能力，实现将很宽广发热功率域值范围内的高温物体迅速降低至所控低温，实现线缆温度的可控性，保护线缆不会因温度过高引起损坏。
37.电机7的动力驱动端与水轮6连接为一体，启动后混流式水轮6随之运转。内层泡沫金属层12中的液态冷却液3在水轮6的推力下，由致冷端外壳2的内部空间进入到内层泡沫金属层12中并向线缆组件1断面封堵的一端迁移，液态的冷却液3相对于气态时比重较大，在水轮6的动力下使液态冷却液3以更大作用力流向内层泡沫金属层12，并使内层泡沫金属层12内部的压力大于外层泡沫金属层14内部的压力，从而迫使内层泡沫金属层12内的冷却
液3形成气态后，立即快速穿透最近处的中间层多孔金属层13进入到外层泡沫金属层14内。最终使内层泡沫金属层12通道内的孔隙充分填满液态冷却液3，外层泡沫金属层14通道内的孔隙充分填满气态冷却液3。当冷却液3逐渐吸收被保护发热线芯11的热量转换成为气态，并不断进入到外层泡沫金属层14内部，因受增大的气体压力和水轮6的牵引力从外层泡沫金属层14内部返回至致冷端外壳2。气态冷却液3进入到致冷端外壳2的内部空间并穿透圆筒隔板4到达内部空间释放热量至冷源5而冷凝为液态，从而完成一轮循环中冷却液3在线缆组件1中的工作。冷却液3环流动作路径为：内层泡沫金属层12
‑‑‑
中间层多孔金属层13
‑‑‑
外层泡沫金属层14
‑‑‑
致冷端外壳2内的外部空间、内部空间
‑‑‑
。
38.请参阅图3，传感器8的传感模块与外层泡沫金属层14接触连接，并将采集的温度信号传送至电子控制板9。
39.请参阅图1、图3，电子控制板9为传感器8与电机7输出功率关联的智能控制电路，编码关联关系为线缆的温度上升至人为设定温度时电机7则以关联对应的功率启动，电机7启动后线缆温度与电机7功率呈正比函数关系。
40.线缆温度可人为设置，设置值同为电机7启动温度，该值可依工作条件需要在电机启动温度范围内调整。在线缆工作后被保护发热线芯11产生的热量传递给冷却液3，使冷却液3温度持续上升，但在恒定空间内不会大量气化，并且冷却液3的沸点，压力和温度将同时升高，直到温度到达人为设定温度值时，达到了电机7开启的条件，电机7开始以电子控制板9提供的功率信号运转。在启动后电机功率和线缆温度保持正比函数关系运转。即当外层泡沫金属层14温度升高对应电机7和水轮6功率加大，使冷却液3流速加快，流经冷源5的流量加大，进行更大的热交换，冷源5吸收更多的热量，加快线缆降温速度，从而更大程度地吸收发热线芯11的热量以负反馈方式牵制线缆组件1内部温度的上升，将温度持续控制在该人为设定值点附近，实现线缆的温度可控。当线缆温度低于人为设定值时电机停止运行。
41.请参阅图4，线缆内部安装有信息通道，包括有线通信和无线通信，在非电性传输时应在线缆组件1两端加装信号转换器并保留原对接配件上的通信串口。三层多孔材料和冷却液3组成的循环吸热组件很大程度上隔断受保护发热线芯11和外皮层15之间的热量传递，因此被保护发热线芯11产生的热量不易传递到外皮层15，可保持外皮层15处于较低温状态，因而采用有线信号传输时可在所述外皮层内部偏离发热的区域安装信号传输线10以节省传统模式下传输线所需的耐热成本。可进一步优化线缆结构提高线缆的综合性能。
42.工作原理：使用时，选取具有疏水性低沸点的冷却液3作为传热介质。选取亲水性的内层泡沫金属层12、中间层多孔金属层13和外层泡沫层14由内向外相互叠加并螺旋缠绕在被保护发热线芯11的外表面，作为冷却液3在线缆组件1内部的流动通道，缠绕过程中所产生的空隙可采用匹配形状的多孔材料加以填充，从而保障与被保护发热线芯11之间的紧密贴合度，可增加降温性能，线缆最外层为外皮层15作为线缆的保护层。致冷端外壳2内部的一端固定安装有冷源5，冷源5与外部制冷机经可导热件连接，从而使冷源5以热传导方式获得足够的冷却能力。致冷端外壳2内部安装的圆筒隔板4作为隔断面将其分割成内部空间和空闲的外部空间，冷源5、电机7和水轮6均设立在内部空间，外部空间靠近内部空间中水轮6的入口区域，利于水轮6旋转的驱动力可作用到内部空间的气态冷却液3并产生吸引动力。电机7和水轮6提供给冷却液3循环流动的动力。动力的大小由传感器8采集线缆的温度信号与电子控
制板9智能调控，可自动调节运行功率顺应降温工作的需求。线缆可批量生产出很长的尺寸。使用时，将裁断成单条的线缆组件1的一端与致冷端连接并将输电线芯在连接处折弯安全穿破外层组件，与线缆组件1以外的输电器件（如充电桩）装配对接。线缆组件1另一端多孔材料断面的孔隙封堵并与外皮层15和发热线芯11形成封闭断面，在此断面的输电线芯连接到外部大功率用电设备（如充电枪）。
43.此时，线缆组件1的一端连接到致冷端上，其中致冷端外壳2的开口与线缆外皮层15对接，圆筒隔板4与中间层多孔金属层13对接。液态的冷却液3在水轮6的推力下，由致冷端外壳2内部的内部空间沿内层泡沫金属层12向线缆组件1另一端迁移延伸，直到到达线缆组件1另一端断面被封堵的终点处，形成液态冷却液3填充整个内层泡沫金属层12的内孔孔隙。液态冷却液3在吸收高温的被保护发热线芯11的热量后，蒸发为气态，并穿透最近处中间层多孔金属层13到达外层泡沫金属层14。随着外层泡沫金属层14内的气态冷却液3不断增加，因增大的气体压力和水轮6的牵引力从外层泡沫金属层14内部沿线缆组件1返回至致冷端外壳2内部的外部空间。外部空间的气态冷却液受与之较近的水轮入口处流体传递的动力作用穿过圆筒隔板到达内部空间，同时在流经内部空间低温区域时，因冷源5吸收热量将冷却液3降温至线缆内部压力对应的沸点以下，而冷凝为液态。继续由水轮6的旋转动力将液态冷却液3推进内层泡沫金属层12内部，以填补其中因蒸发失去的冷却液3，并将汽化的冷却液排出至外层泡沫金属层14且将其内部空隙填满。如此往复循环，从而可实现对充电桩大功率充电线缆的吸热控温的效果。
44.本发明的工作原理主要可归纳为以冷却液3为传热介质，电机7为其提供动力，采用特制多孔金属材料结合组件和致冷端形成：由内部空间与内层泡沫金属层12连通的液态冷却液通道，由外部空间与外层泡沫金属层14连通的气态冷却液通道，由圆筒隔板4和中间层多孔金属层13连接的变道层。变道层的不透液特性分明地划分出液态冷却通道和气态冷却液通道，传热冷却液3分别以液态和气态的形式流动在液态和气态的通道内，并可同时在致冷端外壳2和线缆组件1的内部因物理状态改变而发生变道，形成可供冷却液3循环流动的回路，其中液态冷却液通道和气态冷却液通道为冷却液3流动方向相反的纵向路径，圆筒隔板4和中间层多孔金属层13为冷却液3流动方向相反的模向路径，两路径由内部的冷却液3按同一时针方向流动而形成闭合环流回路。工作状态下冷却液3按以上闭合回路以物理分子势能为媒介循环流动输出热量。分别存在于液态和气态的通道中相同物理状态的冷却液3成分同时散失和补充，使冷却液的分布状态达到动态平衡，将内层泡沫金属层12和外层泡沫金属层14的内部孔隙充分填满，达到最优传热效果，进而由冷却液3卡诺循环将线缆组件11内部的热量源源不断地输出并被冷源5吸收，防止热量在线缆组件内部蓄积升温，从而通过吸收出大功率充电线缆内部的热量实现对其控温的目的。
45.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。