冷却系统及光伏逆变器技术方案

技术编号:40758601 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-25 20:11
本申请涉及一种冷却系统及光伏逆变器,冷却系统包括功率模块、冷却装置和导流件,冷却装置设有相互连通的蒸发腔和冷凝腔,蒸发腔内设有工质,导流件设于蒸发腔靠近冷凝腔的连通口处,并将蒸发腔靠近冷凝腔的连通口分隔形成蒸发口和冷凝回流口,以使蒸发腔内的液态工质能够吸热相变为气态工质并通过蒸发口进入冷凝腔,并使冷凝腔内凝结的液态工质能够通过冷凝回流口回流至蒸发腔。功率模块安装于蒸发腔的外侧,且相对于冷凝回流口,功率模块设于冷却装置靠近蒸发口的一侧。本申请提供的冷却系统及光伏逆变器,解决了热管换热装置存在体积过大,以及,热管换热装置内的蒸发态工质和冷凝态工质容易相互影响的问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及热管换热,特别是涉及一种冷却系统及光伏逆变器


技术介绍

1、有分析指出,在光伏发电
,igbt模块的失效分为芯片失效和封装失效。其中,引发igbt模块(绝缘栅双极型晶体管)发生芯片失效的原因有很多,如电源或负载波动、驱动电路故障、控制电路故障、散热装置战障或者线路短路等,但最终都可归结为电击穿和热击穿两种,其中电击穿失效的本质也是电流热效应导致温度过高而引发的热击穿失效。

2、进一步地,igbt模块的封装失效可分为与键合线相关的失效和与焊料层相关的失效。键合线相关的失效主要包括键合点脱落及键合线断裂,随着技术发展,用于igbt模块键合线的材料特性越来越好,键合线断裂情况很少再发生,因此,键合点脱落成为igbt模块封装失效的主要模式。键合点脱落主要是因为电流通过产生的热应力及材料间热膨胀系数差异引起。

3、由以上可知,igbt模块失效模式主要因素集中于热失效,因此,散热对解决igbt的失效尤为重要。

4、当前igbt模块的冷却主要有水冷板冷却和热管换热装置冷却两种技术路线,其中水冷板冷却通过冷却液单相温度变化将间壁接触的igbt模块产生的热量带走,当一个冷却回路中有较多igbt模块时,不同igbt模块被冷却的程度就会有不同,使得igbt寿命产生差异。

5、而热管换热装置技术路线虽然也采用间壁接触式散热,但因热管均温性好,对所接触的igbt模块都能起到良好的散热效果,从而使得igbt模块的使用寿命一致性更好一些。当前用于冷却igbt模块的热管换热装置均存在一定的缺陷,例如,热管换热装置的体积过大,以及,热管换热装置内的蒸发态工质和冷凝态工质容易相互影响。


技术实现思路

1、基于此,有必要提供一种冷却系统及光伏逆变器,以解决现有的热管换热装置存在体积过大,以及,热管换热装置内的蒸发态工质和冷凝态工质容易相互影响的问题。

2、本申请提供的冷却系统包括功率模块、冷却装置和导流件,冷却装置设有相互连通的蒸发腔和冷凝腔,蒸发腔内设有工质,导流件设于蒸发腔靠近冷凝腔的连通口处,并将蒸发腔靠近冷凝腔的连通口分隔形成蒸发口和冷凝回流口,以使蒸发腔内的液态工质能够吸热相变为气态工质并通过蒸发口进入冷凝腔,并使冷凝腔内凝结的液态工质能够通过冷凝回流口回流至蒸发腔。功率模块安装于蒸发腔的外侧,且相对于冷凝回流口,功率模块设于冷却装置靠近蒸发口的一侧。

3、在其中一个实施例中,导流件为相对于水平面呈倾斜设置的导流板。

4、在其中一个实施例中,导流板的一端和蒸发腔的一侧内壁间隔设置形成蒸发口,导流板的另一端和蒸发腔的另一侧内壁间隔设置形成冷凝回流口,且蒸发口的竖直高度大于冷凝回流口的竖直高度。

5、在其中一个实施例中,导流件还包括第一连接板和第二连接板,导流板通过第一连接板连接蒸发腔的一侧内壁,且蒸发口设于第一连接板,导流板通过第二连接板连接蒸发腔的另一侧内壁,且冷凝回流口设于第二连接板。

6、在其中一个实施例中,第一连接板和第二连接板均为水平设置。

7、在其中一个实施例中,多个蒸发口沿着第一连接板的延伸方向间隔排列。及/或,多个冷凝回流口沿着第二连接板的延伸方向间隔排列。

8、在其中一个实施例中,导流板和水平面的夹角a满足,10°<a<80°。

9、在其中一个实施例中,冷凝腔内设有沿着从蒸发腔至冷凝腔方向延伸的分隔板,以将冷凝腔分隔为第一腔、第二腔以及连通第一腔和第二腔的连通腔,连通腔设于冷凝腔远离蒸发腔的一端。第一腔对应连通蒸发口,第二腔对应连通冷凝回流口。

10、在其中一个实施例中,冷凝腔设于蒸发腔的上方。

11、本申请还提供一种光伏逆变器,该光伏逆变器包括以上任意一个实施例所述的冷却系统。

12、与现有技术相比,本申请提供的冷却系统及光伏逆变器,由于功率模块安装于蒸发腔的外侧,且相对于冷凝回流口,功率模块设于冷却装置靠近蒸发口的一侧,又因为导流件将蒸发腔靠近冷凝腔的连通口分隔形成蒸发口和冷凝回流口,因此,靠近功率模块一侧的工质吸收该侧功率模块产生的热量之后能够通过蒸发口进入冷凝腔。之后,气态工质在冷凝腔内放热并重新凝结为液态工质,并通过冷凝回流口回流至蒸发腔。

13、由以上可知,蒸发腔和冷凝腔内能够形成一个工质的循环回路,以便于工质能够快速带走安装于蒸发腔外侧的功率模块产生的热量。并且,气态的工质从蒸发口进入冷凝腔,而液态的工质从冷凝回流口回流至蒸发腔,也即,工质的蒸发通道(包括蒸发口和冷凝通道(包括冷凝回流口)是分隔开的,如此,能够有效减少蒸发工质和冷凝工质之间的接触,从而确保工质的蒸发过程和回流过程相对独立且互不干涉,进而提高冷却系统的冷却效率。

14、进一步地,由于冷却系统为蒸发腔和冷凝腔连通的集成式结构,因此,本申请提供的冷却系统的体积较小,有利于冷却系统在光伏逆变器内的安装和布置。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种冷却系统,其特征在于,包括功率模块(100)、冷却装置(200)和导流件(300),所述冷却装置(200)设有相互连通的蒸发腔(210)和冷凝腔(220),所述蒸发腔(210)内设有工质,所述导流件(300)设于所述蒸发腔(210)靠近所述冷凝腔(220)的连通口处,并将所述蒸发腔(210)靠近所述冷凝腔(220)的连通口分隔形成蒸发口(211)和冷凝回流口(212),以使所述蒸发腔(210)内的液态工质能够吸热相变为气态工质并通过所述蒸发口(211)进入所述冷凝腔(220),并使所述冷凝腔(220)内凝结的液态工质能够通过所述冷凝回流口(212)回流至所述蒸发腔(210);所述功率模块(100)安装于所述蒸发腔(210)的外侧,且相对于所述冷凝回流口(212),所述功率模块(100)设于所述冷却装置(200)靠近所述蒸发口(211)的一侧。

2.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,所述导流件(300)为相对于水平面呈倾斜设置的导流板(310)。

3.根据权利要求2所述的冷却系统,其特征在于,所述导流板(310)的一端和所述蒸发腔(210)的一侧内壁间隔设置形成所述蒸发口(211),所述导流板(310)的另一端和所述蒸发腔(210)的另一侧内壁间隔设置形成所述冷凝回流口(212),且所述蒸发口(211)的竖直高度大于所述冷凝回流口(212)的竖直高度。

4.根据权利要求2所述的冷却系统,其特征在于,所述导流件(300)还包括第一连接板(320)和第二连接板(330),所述导流板(310)通过所述第一连接板(320)连接所述蒸发腔(210)的一侧内壁,且所述蒸发口(211)设于所述第一连接板(320),所述导流板(310)通过所述第二连接板(330)连接所述蒸发腔(210)的另一侧内壁,且所述冷凝回流口(212)设于所述第二连接板(330)。

5.根据权利要求4所述的冷却系统,其特征在于,所述第一连接板(320)和所述第二连接板(330)均为水平设置。

6.根据权利要求4所述的冷却系统,其特征在于,多个所述蒸发口(211)沿着所述第一连接板(320)的延伸方向间隔排列;

7.根据权利要求2所述的冷却系统,其特征在于,所述导流板(310)和水平面的夹角A满足,10°<A<80°。

8.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,所述冷凝腔(220)内设有沿着从所述蒸发腔(210)至所述冷凝腔(220)方向延伸的分隔板(221),以将所述冷凝腔(220)分隔为第一腔(222)、第二腔(223)以及连通所述第一腔(222)和所述第二腔(223)的连通腔(224),所述连通腔(224)设于所述冷凝腔(220)远离所述蒸发腔(210)的一端;所述第一腔(222)对应连通所述蒸发口(211),所述第二腔(223)对应连通所述冷凝回流口(212)。

9.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,所述冷凝腔(220)设于所述蒸发腔(210)的上方。

10.一种光伏逆变器,其特征在于,包括如权利要求1-权利要求9任意一项所述的冷却系统。

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【技术特征摘要】

1.一种冷却系统,其特征在于,包括功率模块(100)、冷却装置(200)和导流件(300),所述冷却装置(200)设有相互连通的蒸发腔(210)和冷凝腔(220),所述蒸发腔(210)内设有工质,所述导流件(300)设于所述蒸发腔(210)靠近所述冷凝腔(220)的连通口处,并将所述蒸发腔(210)靠近所述冷凝腔(220)的连通口分隔形成蒸发口(211)和冷凝回流口(212),以使所述蒸发腔(210)内的液态工质能够吸热相变为气态工质并通过所述蒸发口(211)进入所述冷凝腔(220),并使所述冷凝腔(220)内凝结的液态工质能够通过所述冷凝回流口(212)回流至所述蒸发腔(210);所述功率模块(100)安装于所述蒸发腔(210)的外侧,且相对于所述冷凝回流口(212),所述功率模块(100)设于所述冷却装置(200)靠近所述蒸发口(211)的一侧。

2.根据权利要求1所述的冷却系统,其特征在于,所述导流件(300)为相对于水平面呈倾斜设置的导流板(310)。

3.根据权利要求2所述的冷却系统,其特征在于,所述导流板(310)的一端和所述蒸发腔(210)的一侧内壁间隔设置形成所述蒸发口(211),所述导流板(310)的另一端和所述蒸发腔(210)的另一侧内壁间隔设置形成所述冷凝回流口(212),且所述蒸发口(211)的竖直高度大于所述冷凝回流口(212)的竖直高度。

4.根据权利要求2所述的冷却系统,其特征在于,所述导流件(300)还包括第一连接板(320)和第二连接板(330),所述导流板...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆国栋柴中华奚俊彬史婷婷
申请(专利权)人:浙江银轮机械股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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