[发明专利]一种电力电子发热元件的冷却方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，是涉及一种电力电子元件的冷却方法、装置及系统。

背景技术

随着电力电子集成技术的迅速发展，目前电力电子设备朝着功能越来越完善、体积越来越小、功率等级越来越高的方向上前进。随之来的，由电力电子设备内部的电力电子元件产生的高热能密度影响电力电子设备的正常运作的原因，使对其进行散热的问题成了电力电子领域首要解决的技术问题。

目前，电力电子领域解决上述电力电子元件散热问题的方法主要有三种：第一种是风冷方法：将装有电力电子元件的散热单元安装在密闭的风道内，利用风机转动，使空气在风道内流动，从而带走电力电子元件产生的热量。这种方法需要配备风机及密闭的风道，体积庞大，安装不方便，且风冷的散热效果不好。第二种是油冷方法：利用冷却油的流动带走电力电子元件产生的热量。这种方法中冷却油的粘度大，散热效果有限，而且冷却油燃点较低，在电力电子元件这种热量聚集大的场合有起火爆炸的隐患。同时在拆装时，泄露的冷却油存在污染环境的可能。第三种是水冷方法：利用冷却水的流动带走电力电子元件产生的热量。这种方法中的冷却水容易结垢，堵塞管道，并且冷却水在低于零度时结冰以后就不能在管道中流动降温了。

由此可见，以上三种散热方法都不能对电力电子元件起到很好的降温作用，都存在各种各样的问题，使电子电力元件的散热效果低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电力电子元件的冷却方法、装置及系统，以克服现有技术中的散热方法对电子电力元件的散热效果低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力电子元件的冷却方法，包括：

引入液态冷媒至环绕在所述电力电子元件周围的冷媒承载模块中；

使所述液态冷媒在所述冷媒承载模块中流动，其中，吸收了所述电力电子元件工作时产生的热量的液态冷媒转化为气态冷媒；

导出所述气态冷媒和所述液态冷媒的混合冷媒。

优选的，在引入液态冷媒至环绕在所述电力电子元件周围的冷媒承载模块中之前还包括：

对需要引入的所述液态冷媒进行流量控制。

优选的，对所述引入的液态冷媒进行流量控制的具体过程包括：

实时监测所述电力电子元件的温度并获得监测到的温度数据；

接收所述温度数据并与预设温度值进行比较；

当所述温度数据高于预设温度值时，加大液态冷媒流量；

当所述温度数据低于预设温度值时，减小液态冷媒流量。

一种电力电子元件的冷却装置，包括：

内部设有电力电子元件的散热单元，以及位于所述散热单元内部，环绕在所述电力电子元件周围的冷媒承载模块；

与所述散热单元进口端的冷媒承载模块相连接的冷媒进管，用于将液态冷媒引入至所述散热单元内的冷媒承载模块中，使所述液态冷媒在所述冷媒承载模块中流动，其中，吸收了所述电力电子元件工作时产生的热量的液态冷媒转化为气态冷媒；

与所述散热单元出口端的冷媒承载模块相连接的冷媒出管，用于导出所述气态冷媒和所述液态冷媒的混合冷媒。

优选的，上述电力电子元件的冷却装置中，所述冷媒承载模块包括：

冷媒管，所述液态冷媒在所述冷媒管中流动，其中，吸收了所述电力电子元件工作时产生的热量的液态冷媒转化为气态冷媒。

优选的，上述电力电子元件的冷却装置中，所述冷媒承载模块包括：

冷媒槽道，所述液态冷媒在所述冷媒槽道中流动，其中，吸收了所述电力电子元件工作时产生的热量的液态冷媒转化为气态冷媒。

优选的，上述电力电子元件的冷却装置中，还包括：

设置于所述冷媒进管前端并与所述冷媒进管相连接的流量控制单元，用于对所述需要引入的液态冷媒进行流量控制。

优选的，上述电力电子元件的冷却装置中，所述流量控制单元包括：

设置于所述散热单元表面上的多个温度传感器，用于实时监测所述电力电子元件的温度并获得监测到的温度数据；

与所述多个温度传感器相连接的上位机，用于接收所述温度数据并与预设温度值进行比较；

与所述上位机相连接的电子膨胀阀，用于当所述温度数据高于预设温度值时，加大液态冷媒流量；

当所述温度数据低于预设温度值时，减小液态冷媒流量。

优选的，上述电力电子元件的冷却装置中，还包括：